JP2006226807A - Image measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パートプログラムを実行するマニュアル操作型の画像測定装置に関する。 The present invention relates to a manually operated image measuring apparatus that executes a part program.
非接触三次元測定機や顕微鏡測定機に代表される画像測定装置は、ワークの測定対象となる箇所(以下、測定箇所という)をCCDカメラ等で撮像して得られた画像を基にして、測定箇所の形状や寸法等を計測する精密測定機器である。この装置の動作を簡単に説明すると、ステージに載置されたワークの画像と所定位置を示す目印とをディスプレイに重ねて表示させ、ステージを移動することにより測定箇所の画像を所定位置に移動させ、その測定箇所の測定が実行される。ディスプレイの所定位置は、ツールの実行位置とも言われ、通常、画面の中心である。 An image measuring apparatus represented by a non-contact three-dimensional measuring machine or a microscope measuring machine is based on an image obtained by imaging a workpiece measurement target (hereinafter referred to as a measurement spot) with a CCD camera or the like. It is a precision measuring instrument that measures the shape and dimensions of measurement points. Briefly explaining the operation of this apparatus, the image of the workpiece placed on the stage and the mark indicating the predetermined position are displayed on the display so that the image of the measurement location is moved to the predetermined position by moving the stage. Then, the measurement at the measurement point is executed. The predetermined position of the display is also called the execution position of the tool, and is usually the center of the screen.
画像測定装置には、CNC(Computer Numerical Control)型とマニュアル操作型がある。CNC型では、ステージ移動を含めて自動で測定が実行される。これに対して、マニュアル操作型では、オペレータの手動による操作によってステージが移動される。以下、マニュアル操作型の画像測定装置を前提にして説明する。 Image measuring apparatuses include a CNC (Computer Numerical Control) type and a manual operation type. In the CNC type, measurement is automatically performed including stage movement. On the other hand, in the manual operation type, the stage is moved by an operator's manual operation. The following description is based on a manual operation type image measuring apparatus.
ワークの測定箇所は大きな倍率でディスプレイに表示されるので、ディスプレイにはワークの画像全体が表示されず、ワークの画像の一部が表示される。したがって、ディスプレイに測定箇所が表れていない場合、オペレータはディスプレイを見ただけでは、ステージを移動させる方向が分からない。このため、オペレータはディスプレイとワークの図面の両方を見ながら、ステージを移動させていた。 Since the measurement location of the workpiece is displayed on the display at a large magnification, the entire image of the workpiece is not displayed on the display, and a part of the image of the workpiece is displayed. Therefore, when the measurement location does not appear on the display, the operator cannot know the direction of moving the stage simply by looking at the display. For this reason, the operator moved the stage while looking at both the display and the workpiece drawing.
しかし、ディスプレイと図面を同時に見ることはできず、ディスプレイを見た状態から図面を見る状態に切り替えるには、視線を大きく動かす必要がある(その逆も同様)。その上、ディスプレイの所定位置に測定箇所の画像を移動させるには、図面を見ること、ディスプレイを見ること、を何度か繰り返す必要があるので、オペレータにとっては大変面倒であった。 However, the display and the drawing cannot be viewed at the same time, and it is necessary to move the line of sight largely in order to switch from viewing the display to viewing the drawing (and vice versa). In addition, moving the image of the measurement location to a predetermined position on the display requires repeated viewing of the drawing and viewing of the display several times, which is very troublesome for the operator.
そこで、ナビゲーション機能を有する画像測定装置が開発された(例えば特許文献1)。この種の装置によれば、オペレータはワークの図面を見ないで、ディスプレイの所定位置に測定箇所の画像を位置させるためのステージ移動を行える。 Therefore, an image measuring apparatus having a navigation function has been developed (for example, Patent Document 1). According to this type of apparatus, the operator can move the stage for positioning the image of the measurement location at a predetermined position on the display without looking at the drawing of the workpiece.
さて、ワークの測定箇所が複数ある場合、パートプログラムを利用して測定を実行するのが便利である。パートプログラムとは、測定のためのコマンドをまとめたプログラム、言い換えれば、ワークの画像を基にしてワークの複数の測定箇所について測定する手順が記述されたプログラムである。例えば、二個の穴部を有する平板状のワークで説明すると、(1)ディスプレイの所定位置に一方の穴部の画像を移動、(2)一方の穴部の円を測定、(3)ディスプレイの所定位置に他方の穴部の画像を移動、(4)他方の穴部の円を測定、(5)これらの穴部間の距離の測定、の手順が記述されたプログラムがパートプログラムである。 When there are a plurality of workpiece measurement points, it is convenient to perform measurement using a part program. The part program is a program in which commands for measurement are collected, in other words, a program in which a procedure for measuring a plurality of measurement points of a workpiece based on an image of the workpiece is described. For example, in the case of a flat plate-shaped workpiece having two holes, (1) an image of one hole is moved to a predetermined position of the display, (2) a circle of one hole is measured, (3) display Part program is a program that describes the procedure of (4) measuring the circle of the other hole, (5) measuring the distance between these holes, moving the image of the other hole to the predetermined position .
上記平板状のワークに関するパートプログラムを用いた画像測定を簡単に説明する。ディスプレイに(1)の内容が指示されると、オペレータはステージを手動操作で移動させて、一方の穴部の画像を所定位置に移動させる。そして、オペレータがマウスやキーボード等でディスプレイに表示された測定開始ボタンを押すと、画像測定装置は(2)の測定を実行する。この測定は、一方の穴部の画像のエッジを検出し、これを基にして実行される。したがって、測定箇所の測定の命令は、測定箇所のエッジ検出の命令ということになる。 Image measurement using a part program relating to the flat workpiece will be briefly described. When the content of (1) is instructed on the display, the operator manually moves the stage to move the image of one hole to a predetermined position. Then, when the operator presses a measurement start button displayed on the display with a mouse, a keyboard, or the like, the image measurement device executes the measurement of (2). This measurement is performed based on the detection of the edge of the image of one hole. Therefore, the measurement instruction at the measurement location is an instruction for edge detection at the measurement location.
この測定が終了すると、画面上に(3)の内容が指示される。以下、同様にして測定が実行される。このように、パートプログラムを用いれば、たとえワークが多数の測定箇所を有していても、誰でも同様な測定をすることができる。
画像測定装置がマニュアル操作型の場合、オペレータは、片方の手でX軸つまみ、もう片方の手でY軸つまみを操作してステージをX軸やY軸方向に移動させ、測定箇所の画像が所定位置に到達すると、いずれかの手をつまみから離して、その手でマウスをクリックする等により測定開始ボタンを押す、という動作をしていた。このため、画像測定装置がたとえナビゲーション機能を有していても、パートプログラムを実行する場合、上記動作を繰り返さなければならず、画像測定装置の操作性は悪く、オペレータにとって面倒であった。 When the image measuring device is a manual operation type, the operator operates the X-axis knob with one hand and the Y-axis knob with the other hand to move the stage in the X-axis or Y-axis direction. When reaching a predetermined position, one of the hands was released from the knob and the measurement start button was pushed by clicking the mouse with the hand. For this reason, even if the image measuring apparatus has a navigation function, when the part program is executed, the above operation must be repeated, and the operability of the image measuring apparatus is poor and troublesome for the operator.
フットスイッチを用いて測定開始ボタンを押せるようにすれば、画像測定装置の操作性を向上できるが、画像測定装置のユーザにフットスイッチの購入を強いることになる。 If the measurement start button can be pressed using the foot switch, the operability of the image measuring apparatus can be improved, but the user of the image measuring apparatus is forced to purchase the foot switch.
本発明は、操作性を向上させることができる画像測定装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image measuring apparatus capable of improving operability.
本発明に係る画像測定装置は、ワークが載置されるステージと、前記ステージに載置された前記ワークを撮像する撮像手段と、所定位置を示す目印と前記撮像手段で撮像された前記ワークの画像とを重ねて表示する表示手段と、手動操作により前記撮像手段を前記ステージに対して相対移動させる移動手段と、前記ワークの画像を基にして前記ワークの複数の測定箇所について測定する手順が記述されたパートプログラムを実行する測定処理手段と、前記移動手段により前記撮像手段を前記ステージに対して相対移動させて、測定をすべき測定箇所の画像が前記所定位置に到達すると前記測定処理手段に前記測定箇所についての測定を開始させる測定開始決定手段と、を備えたことを特徴とする。 An image measuring apparatus according to the present invention includes a stage on which a workpiece is placed, an imaging unit that images the workpiece placed on the stage, a mark indicating a predetermined position, and the workpiece imaged by the imaging unit. Display means for displaying an image superimposed thereon, moving means for moving the imaging means relative to the stage by manual operation, and a procedure for measuring a plurality of measurement points of the workpiece based on the image of the workpiece. A measurement processing means for executing the described part program; and the measurement processing means when the image of the measurement location to be measured reaches the predetermined position by moving the imaging means relative to the stage by the moving means. And a measurement start determining means for starting the measurement at the measurement location.
本発明に係る画像測定装置よれば、測定をすべき測定箇所の画像が目印で示された所定位置に到達すると、自動的に測定処理手段にその測定箇所についての測定を開始させるので、オペレータは測定開始ボタンを押すという動作が不要となる。 According to the image measuring apparatus according to the present invention, when the image of the measurement location to be measured reaches the predetermined position indicated by the mark, the measurement processing means automatically starts measuring the measurement location, so that the operator The operation of pressing the measurement start button becomes unnecessary.
本発明に係る画像測定装置において、前記測定開始決定手段は、前記測定箇所が前記所定位置に到達した後、静止状態で所定時間経過すると前記測定処理手段に測定を開始させる、ようにすることができる。これによれば、オペレータは測定箇所の移動位置をさらに絞り込むことができる。 In the image measuring apparatus according to the present invention, the measurement start determining means may cause the measurement processing means to start measurement after a predetermined time has elapsed in a stationary state after the measurement location has reached the predetermined position. it can. According to this, the operator can further narrow down the movement position of the measurement location.
本発明に係る画像測定装置において、前記所定位置は前記目印より広い面積を有する、ようにすることができる。これによれば、測定箇所の画像が目印の位置と一致しなくても、測定を開始できるので、目印が比較的小さい場合(X軸線とY軸線の交点等)に有効となる。 In the image measuring device according to the present invention, the predetermined position may have a larger area than the mark. According to this, since the measurement can be started even if the image of the measurement location does not coincide with the position of the mark, this is effective when the mark is relatively small (such as the intersection of the X axis line and the Y axis line).
本発明はナビゲーション機能と組み合わせれば、操作性をさらに向上させることができる。ナビゲーション機能としては、例えば以下の三つがある。 When the present invention is combined with the navigation function, the operability can be further improved. For example, there are the following three navigation functions.
一つ目は、本発明に係る画像測定装置において、前記測定箇所の現在位置を演算する位置演算手段と、前記撮像手段で撮像された前記ワークの画像が表示されるビデオウィンドウを設定し、前記ビデオウィンドウの中心で直交すると共に交点が前記目印となる水平線及び垂直線を前記ワークの画像に重ねて前記ビデオウィンドウに表示し、前記位置演算手段によって求められた前記測定箇所の現在位置と前記目印との垂直及び水平方向のずれ量をそれぞれ示す位置合わせ用水平線及び位置合わせ用垂直線を前記ワークの画像、前記水平線及び前記垂直線に重ねて前記ビデオウィンドウに表示する画像制御手段と、を備える。 First, in the image measurement apparatus according to the present invention, a position calculation unit that calculates a current position of the measurement location, and a video window in which an image of the workpiece imaged by the imaging unit is displayed, A horizontal line and a vertical line that are orthogonal at the center of the video window and whose intersection is the mark are superimposed on the image of the workpiece and displayed on the video window, and the current position of the measurement location and the mark obtained by the position calculation means And an image control means for displaying on the video window an image of the workpiece, the horizontal line for alignment and the vertical line for alignment being superimposed on the horizontal line and the vertical line. .
二つ目は、前記表示手段には、前記測定箇所の現在位置と前記目印とのずれ量を示す数値が表示される。 Second, a numerical value indicating the amount of deviation between the current position of the measurement location and the mark is displayed on the display means.
三つ目は、前記表示手段には、前記測定箇所の現在位置を基準にした前記目印の方向を示すコンパスが表示される。 Third, the display means displays a compass indicating the direction of the mark with reference to the current position of the measurement location.
本発明に係る画像測定装置によれば、オペレータが測定開始ボタンを押すという動作が不要になるため、操作性を向上させることができる。 According to the image measuring apparatus according to the present invention, since the operation of the operator pressing the measurement start button is not necessary, the operability can be improved.
以下、図面を参照して、本発明に係る画像測定装置の一実施形態を説明する。図1は、この実施形態に係るマニュアル操作型の画像測定装置1の全体構成を示す斜視図である。装置1は、非接触画像計測型の測定機本体3と、この測定機本体3のステージ移動操作をアシストする処理を実行すると共に必要な測定処理を実行するコンピュータシステム5と、測定機本体3に対して必要な測定指令を与える指令入力部7と、これら各部に安定した電力を供給する電源ユニット9とにより構成されている。
Hereinafter, an embodiment of an image measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a manually operated
測定機本体3は、次のように構成されている。架台11上には、測定対象であるワークWが載置されるステージ13が装着されており、このステージ13は、X軸つまみ15、Y軸つまみ17及び微動つまみ19に対する手動操作によってX軸方向及びY軸方向に移動可能にされている。架台11の後端部には上方に延びるフレーム21が固定されている。
The measuring machine
フレーム21にCCDカメラユニット23が支持されている。CCDカメラユニット23は、Z軸つまみ25によってフレーム21に形成されたガイドレールに沿ってZ軸方向に移動可能にされている。CCDカメラユニット23内の上部には、ステージ13を上部から臨むようにCCDカメラ27が取り付けられている。カメラ27のレンズと光学的に結合している対物レンズ27aが外部に露出している。対物レンズ27aを介してCCDカメラ27により、ステージ13に載置されたワークWが撮像される。対物レンズ27aの周囲には、ワークWに照明光を照射するためのリング状の照明装置29が備えられている。
A
コンピュータシステム5は、コンピュータ本体31、キーボード33、マウス35及びCRT37を備えて構成されている。
The computer system 5 includes a computer
次に、本実施形態を実現できるハードウェア構成の一例を説明する。図2は、このハードウェアの構成を示す図である。CPU39、プログラムメモリ41、ワークメモリ43、多値画像メモリ45、表示制御IC47及び照明制御IC49は、バス51に接続されている。表示制御IC47には、CRT37が接続されている。照明制御IC49には、照明装置29が接続されている。
Next, an example of a hardware configuration capable of realizing this embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of this hardware. The
CCDカメラ27は、インターフェース53を介してバス51に接続されている。CCDカメラ27で撮像されたワークWの多値画像データは、CPU39で処理されて、多値画像メモリ45に格納される。多値画像メモリ45に格納された多値画像データは、表示制御IC47でワークWの画像に変換する処理が実行されてCRT37に表示される。
The
CPU39は、オペレータの指令又はプログラムメモリ41に格納されたパートプログラムに従ってステージ移動のためのアシスト処理等の各種の処理を実行する。ワークメモリ43は、CPU39の各種処理のための作業領域を提供する。
The
ステージ13に対するCCDカメラ27のX,Y,Z軸方向位置をそれぞれ検出するためのX軸エンコーダ55、Y軸エンコーダ57及びZ軸エンコーダ59が設けられている。これらのエンコーダはインターフェース61を介してバス51に接続されている。これにより、エンコーダ55,57,59からの出力はCPU39に取り込まれる。CPU39は、取り込まれた各軸位置の情報等に基づいて、ステージ移動アシストのための各種処理を実行する。
An X-axis encoder 55, a Y-axis encoder 57, and a Z-axis encoder 59 for detecting the X, Y, and Z-axis direction positions of the
照明制御IC49は、CPU39で生成された指令値に基づいてアナログ量の指令電圧を生成し照明装置29に印加する。入力装置(指令入力部7やキーボード33)は、インターフェース63を介してバス51に接続されている。
The
次に、測定時におけるCRT37の画面構成の一例について図3を用いて説明する。CRT37の画面65は、カラービデオウィンドウ67、カウンタウィンドウ69、コメントウィンドウ71を含む。なお、画面65には、測定に必要なその他のウィンドウやアイコンが表示されるが、本実施形態の理解に特に必要がないので省略している。
Next, an example of the screen configuration of the
カラービデオウィンドウ67には、CCDカメラ27で撮像されたカラー画像が表示される。図3にはワークWの一部の画像が表示されている。図4はワークWの全体を示す平面図である。ワークWは、矩形状の板であり、角部73が面取りされている。角部73の対角線状にある角部75付近に三つの穴部77,79,81が形成されている。本実施形態では穴部が測定箇所となる。
A color image captured by the
カウンタウィンドウ69には、ビデオウィンドウ67の中心、つまり目印85に対してワークWの測定箇所の現在位置がどの程度ずれているかを数値で示される。コメントウィンドウ71には、オペレータに対する指示等が表示される。
The
カラービデオウィンドウ67について、さらに詳細に説明する。ビデオウィンドウ67には、ビデオウィンドウ67の中心に交点を持つ互いに直交するX軸(水平)線87及びY軸(垂直)線89が、ワークWの画像に重ねて表示されている。上記交点が所定位置(ツールの実行位置)83を示す目印85であり、ワークWの測定箇所の画像を所定位置83に移動させて、その測定箇所の測定が実行される。したがって、表示手段であるCRTの画面65には、所定位置83を示す目印85とワークWの画像とが重ねて表示されていることになる。
The
所定位置83は想像線で示されている範囲であり、目印85より広い面積を有する。したがって、測定箇所の画像の位置が目印85の位置と一致しなくても、測定は可能である。本実施形態では、X軸線87とY軸線89との交点を目印85にしており、目印85は比較的小さい。測定箇所の画像の位置が目印85の位置と一致しなければ測定を開始できないとすれば、オペレータに負担をかけることになる。所定位置83の面積を目印85の面積よりも大きくすることにより、負担を軽くしている。なお、X軸線87及びY軸線89の各両端には、内向き矢印が形成されている。
The
X軸線87及びY軸線89とそれぞれ平行に位置合わせ用x軸(水平)線91及び位置合わせ用y軸(垂直)線93が、軸線87,89やワークWの画像に重ねてビデオウィンドウ67に表示されている。これらの位置合わせ用の各軸線91,93は、ワークWの測定箇所の現在位置と目印85との垂直及び水平方向のずれ量を示している。これらの各軸線91,93がX軸線87及びY軸線89と一致すると、測定箇所の位置が目印85と一致したことになる。位置合わせ用の各軸線91,93の両端には、各軸線87,89の内向き矢印と向き合う外向き矢印がそれぞれ形成され、ずれ量の確認を容易にしている。
An alignment x-axis (horizontal)
図3のビデオウィンドウ67に表示されている画像のように、ワークWの画像と軸線87,89,91,93とを重ね合わせた画像は、スーパーインポーズにより生成される。すなわち、図5は、図2のCCDカメラ27で撮像された多値画像95であり、この画像データは多値画像メモリ45に記憶される。多値画像メモリ45には、図6に示すX軸線87、Y軸線89、位置合わせ用x軸線91及び位置合わせ用y軸線93を含むアシスト画像97も記憶されている。表示制御IC47において、多値画像95にアシスト画像97がスーパーインポーズされて、CRT37に表示される。
Like the image displayed in the
次に、本実施形態に係る画像測定装置1で実行されるパートプログラムの一例を説明する。図7は、このパートプログラムの説明図である。このパートプログラムを用いて図4のワークWの測定を実行する。パートプログラムには、図3のビデオウィンドウ67の所定位置83に穴部77の画像を移動→穴部77の円を測定→所定位置83に穴部79の画像を移動→穴部79の円を測定→所定位置83に穴部81の画像を移動→穴部81の円を測定、の手順が記述されている。
Next, an example of a part program executed by the
パートプログラムには、ワークWの穴部77,79,81の中心の座標が測定物座標系(ワーク座標系)によって記述されている。ワーク座標系とは、ワークの基準位置に対する各加工部位(穴等)の中心位置を表すものである。画像測定装置の電源が投入されていない状態から画像測定装置を使用する場合、まず、電源を投入して、測定機座標系の原点を定める。その後、治具等を用いてワークをステージの中央位置等に置く。そして、ワークの所定箇所(例えば、二つの円測定により求められる二つの中心座標)により、或いは、二辺の線と線の測定等により、ワーク座標系を設定することで、測定機座標系とワーク座標系の関係から、指令値となる座標が求められる。
In the part program, the coordinates of the centers of the
次に、図1に示す画像測定装置1を用いたワークWの測定について図1、図3、図4、図7〜図10を用いて説明する。図8はこの測定のフローチャートである。図9は、測定箇所が所定位置に近づいた場合のCRTの画面である。図10は、測定箇所が所定位置に到達した場合のCRTの画面である。
Next, measurement of the workpiece W using the
まず、ホームポジションに位置する図1のステージ13にワークWを載置する。そして、指令入力部7を操作してパートプログラムの実行の開始命令を入力する。これにより、CRT37に初期画面が表示される(ステップS1)。本実施形態では、CRT37の画面65に図3に示す内容が表示される。カウンタウィンドウ69には、最初の測定箇所である穴部77(図4)の現在位置が、ビデオウィンドウ67の中心に表示された目印85から、X軸線87方向、Y軸線89方向にそれぞれ、どの程度ずれているかが数値で示されている。コメントウィンドウ71には、「カウンタが(0,0)になる位置までステージを移動させて下さい」と表示される。カウンタが(0,0)は、穴部77の中心の位置が目印85に一致していることを示している。
First, the work W is placed on the
ビデオウィンドウ67にはワークWの拡大画像が表示されるため、ワークWの画像の全体を表示できず、その一部が表示される。図3ではワークWの角部73付近の画像が表示されている。穴部77の画像はビデオウィンドウ67からはみ出した位置にあるため、ビデオウィンドウ67には表示されていない。x軸線91とy軸線93の交点99は、目印85に対する穴部77の相対的位置を示している。したがって、目印85と交点99を見れば、目印85と穴部77との位置関係を容易に把握できる。
Since the enlarged image of the work W is displayed in the
本実施形態では、ステージ13の移動時、x軸線91、y軸線93及びこれらの交点99が必ずビデオウィンドウ67に表示されるようにしている。よって、測定箇所の画像が目印85から比較的遠い位置にあるため、ビデオウィンドウ67に表示されていない場合でも、ステージ13に載置されたワークWやワークの図面等を見ることなく、CRTの画面65を見るだけで測定箇所の画像を目印85の方向に移動させることができる。
In this embodiment, when the
次に、画面65を見ながら、両手を用いて図1のX軸つまみ15及びY軸つまみ17を回してステージ13を移動させて、穴部77の画像を目印85に近づける。これにより、穴部77の現在位置の演算等が実行される(ステップS3)。図9は穴部77が目印85で示される所定位置83に近づいた状態の画面65を示している。X軸つまみ15やY軸つまみ17を回すことにより、穴部77(測定をすべき測定箇所)の現在位置が変化する。したがって、穴部77の現在位置が演算され、これを基にして、ビデオウィンドウ67に表示するx軸線91、y軸線93の位置を穴部77の現在位置に対応するように変化させると共にカウンタウィンドウ69の数値も穴部77の現在位置に対応するように変化させる。
Next, while watching the
図9では、y軸線93が点線から実線に変化している。これは、X軸線87方向の移動については終了してもよいことを示している。つまり、y軸線93の位置がY軸線89に完全に一致しなくても、予め決められた範囲に入れば、X軸線87方向の移動を終了してもよいようにしている(x軸線91についても同様にされている)。
In FIG. 9, the y-
これらX軸線87方向、Y軸線89方向の予め決められた範囲で規定される領域が所定位置83である。したがって、測定箇所の画像の位置が目印85の位置と一致しなくても、測定は可能である。但し、一致を要求する形態でもよい。なお、図9の状態からy軸線93をさらに移動させてy軸線93の位置をY軸線89にさらに近づけることもできるし、完全一致させることもできる。
An area defined by a predetermined range in the direction of the
図1のY軸つまみ17を回してステージ13を移動させて、図10に示すように、穴部77を目印85にさらに近づける。x軸線91も点線から実線に変化している。よって、測定箇所である穴部77の画像が所定位置83に到達したことを示している(ステップS5)。
The
所定位置83に穴部77の画像が静止した状態で所定時間が経過したか判断される(ステップS7)。穴部77の円の測定を直ぐに実行しないのは、オペレータが測定箇所の移動位置をさらに絞り込みたい場合があるからである。すなわち、より正確な測定のために、オペレータが測定箇所である穴部77の画像をさらに目印85に近づけてから円の測定を実行したい場合が考えられるからである。所定時間(例えば10秒)は予め設定をしておく。なお、測定箇所が所定位置83に到達すると直ぐに測定が実行されるようにしてもよい。
It is determined whether or not a predetermined time has elapsed with the image of the
所定時間の経過後、穴部77の画像のエッジの検出が開始され(三つのシングルツールが予め設定されている場合や円ツールが設定されている場合等は、エッジの検出が自動的に開始され)、穴部77の円の測定が実行される(ステップS9)。穴部79,81についても、穴部77と同様にして円の測定が実行される(ステップS11,S13,S15,S17,S19,S21,S23,S25)。上述したように、x軸線91の位置がX軸線87に完全に一致せず、かつy軸線93の位置がY軸線89に完全に一致しなくても測定できるのは、例えば、上記シングルツールや円ツールを大きめに設定しておけば、多少ずれていても円の測定が可能だからである。
After a predetermined time has passed, detection of the edge of the image of the
なお、測定において、画像のエッジ検出は必須でなく、例えば、いわゆるパターンマッチングにより、所定の測定をする場合もある。詳細に説明すると、ワークWに対応するパターンテンプレートを予め作成して登録しておく。パターンマッチングの実行は、登録されたパターンテンプレート情報(画像情報とテンプレート座標系情報)のうち、画像情報を用いて行う。すなわち、ワークWをステージ13上に置き、その画像をカラービデオウィンドウ67に表示させる。オペレータは、本実施形態を用いてワークWの測定箇所の画像を所定位置83に合わせて、登録されているパターンテンプレートを選択し、検索条件を指定して、マウス35等の操作により検索を実行する。これにより、CPU39は、指定された検索範囲と検索条件の範囲内で、パターンテンプレートの画像と一致する点(群)を検索(つまり測定)する。
In the measurement, it is not essential to detect the edge of the image. For example, a predetermined measurement may be performed by so-called pattern matching. More specifically, a pattern template corresponding to the workpiece W is created and registered in advance. The execution of pattern matching is performed using image information among the registered pattern template information (image information and template coordinate system information). That is, the work W is placed on the
以上説明したように、本実施形態によれば、測定箇所が所定位置に到達し、所定時間静止させると、その測定箇所の測定が自動的に実行される。したがって、オペレータは、X軸つまみ15やY軸つまみ17から手を離して測定開始ボタンを押す、という操作をしなくてもよいので、画像測定装置の操作性を向上させることができる。特に、ワークの測定箇所が多数(例えば1000箇所や2000箇所)ある場合、本実施形態は有効である。
As described above, according to the present embodiment, when a measurement location reaches a predetermined position and is stopped for a predetermined time, the measurement location is automatically measured. Therefore, the operator does not have to perform an operation of releasing the hand from the
なお、本実施形態では、x軸線91、y軸線93を点線から実線に変化させることで、その方向の移動完了を視覚的に示している。しかしながら、これに限定されず、軸線91,93の色の変化や太さの変化、カウンタウィンドウ69の数字の色の変化等で移動完了を示してもよい。
In the present embodiment, the
例えば、X軸線87及びY軸線89の色を緑、x軸線91及びy軸線93の色を赤、カウンタウィンドウ69の数字の色を赤にしておき、図9のようにX軸線87方向の移動が完了した場合、y軸線93の色を緑に変化させると共にカウンタウィンドウ69のXの数字の色を緑に変化させ、図10のようにY軸線89方向の移動が完了した場合、x軸線91の色を緑に変化させると共にカウンタウィンドウ69のYの数字の色を緑に変化させるのである。
For example, the
CRT37の画面構成の他の例について、図11〜図15を用いて説明する。これらの図は、測定時における画面構成の他の例の第1状態から第5状態を示す平面図である。図11に示す第1状態のように、測定箇所の位置が目印から比較的遠い場合、ビデオウィンドウ67にはワークWの画像が表示されず、コンパスとなる矢印101が表示されている。矢印101は比較的大きくされている。矢印(コンパス)101の向きは、測定箇所の現在位置を基準にした目印の方向を示している。コメントウィンドウ71には、「矢印方向にステージを移動させて下さい」と表示される。
Another example of the screen configuration of the
オペレータは図1のX軸つまみ15やY軸つまみ17を手動で操作して矢印101方向にステージ13を移動させることにより、測定箇所が目印に近づくと、矢印101の大きさがしだいに小さくなる。これが図12に示す第2状態、図13に示す第3状態となる。
The operator manually operates the
ステージ13の移動により、測定箇所が目印に近づき、測定箇所の画像がビデオウィンドウ67に表示できるようになると、図14に示す第4状態のように、ビデオウィンドウ67には、ワークWの画像と矢印101とが重ねて表示される。そして、図15に示す第5状態のように、測定箇所である穴部77の画像が目印85で示す所定位置に到達すると、矢印101が消える。穴部77の画像が静止した状態で所定時間経過すると、測定が実行される。
When the
以上のように、ビデオウィンドウ67にコンパスとなる矢印101を表示したり、ビデオウィンドウ67に位置合わせ用x軸線91、y軸線93を表示したり、カウンタウィンドウ69を表示したり、コメントウィンドウ71を表示したり、するナビゲーション機能を、本実施形態に係る画像測定装置1は備えている。したがって、操作性をさらに向上させることができる。但し、ナビゲーション機能を備えていない場合でもよい。その場合、図16に示すように、画面65にはカウンタウィンドウやコメントウィンドウが表示されず、ビデオウィンドウ67にはワークWの画像、X軸線87、Y軸線89及び目印85が表示される。
As described above, the
最後に、本実施形態に係る画像測定装置1の機能ブロックの一例について、図2と図17を用いて説明する。図17は、画像測定装置1の機能ブロック図である。入力部103は、撮像部105とステージ位置検出部107で構成される。具体的には、撮像部105はCCDカメラ27であり、ステージ位置検出部107はX,Y軸エンコーダ55,57である。なお、撮像部105としては、他に、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子を用いたカメラがある。
Finally, an example of functional blocks of the
記憶部109は、撮像部105で撮像されたワークWの多値画像データを記憶したり、パートプログラムを記憶したり、パートプログラムを実行する際のワーク領域を提供したりする等の機能を有する。記憶部109は、図2のプログラムメモリ41、ワークメモリ43及び多値画像メモリ45と対応し、RAMやROMで実現される。
The
処理部111は、画像制御部113、測定処理部115及び測定開始決定部117を含む。処理部111の機能は、図2のCPU39で実現される。画像制御部113は、図3のカラービデオウィンドウ67に表示する画像を生成するための各種制御をする。測定処理部115で、パートプログラムが実行される。
The
測定開始決定部117は、手動操作によりステージ13を移動させて、測定をすべき測定箇所の画像が所定位置83に到達すると測定処理部115にその測定箇所についての測定を開始させる機能を有する。測定開始決定部117は、位置演算部119と静止時間カウント部121とを含む。
The measurement start
位置演算部119は、ワークWの測定箇所の座標(測定機座標系とワーク座標系の関係から求められる座標)とステージ13の移動量とを基にして測定箇所の現在位置が演算される。静止時間カウント部121は、測定すべき測定箇所の画像が所定位置83に静止している時間をカウントするソフトカウンタである。静止時間が予め設定された所定時間を経過すれば、測定開始が決定される。
The
表示部123には、ワークWの画像、測定結果、ナビゲーション画面等が表示される。図2のCRT37が表示部123となる。表示部123としては、他に、液晶ディスプレイがある。
The
なお、図1に示すX軸つまみ15やY軸つまみ17を含むステージ移動機構によりステージ13を移動する。このステージ移動機構が、手動操作により撮像部105をステージ13に対して相対移動させて、ワークWの撮像されている箇所を変える移動手段となる。ステージ13を固定にし、撮像部105が移動するようにしてもよい。
The
1・・・画像測定装置、3・・・測定機本体、5・・・コンピュータシステム、7・・・指令入力部、9・・・電源ユニット、11・・・架台、13・・・ステージ、15・・・X軸つまみ、17・・・Y軸つまみ、19・・・微動つまみ、21・・・フレーム、23・・・CCDカメラユニット、25・・・Z軸つまみ、27・・・CCDカメラ、27a・・・対物レンズ、29・・・照明装置、31・・・コンピュータ本体、33・・・キーボード、35・・・マウス、37・・・CRT、39・・・CPU、41・・・プログラムメモリ、43・・・ワークメモリ、45・・・多値画像メモリ、47・・・表示制御IC、49・・・照明制御IC、51・・・バス、53・・・インターフェース、55・・・X軸エンコーダ、57・・・Y軸エンコーダ、59・・・Z軸エンコーダ、61,63・・・インターフェース、65・・・CRTの画面、67・・・カラービデオウィンドウ、69・・・カウンタウィンドウ、71・・・コメントウィンドウ、73,75・・・ワークの角部、77,79,81・・・穴部(測定箇所)、83・・・所定位置、85・・・目印、87・・・X軸線、89・・・Y軸線、91・・・位置合わせ用x軸線、93・・・位置合わせ用y軸線、95・・・多値画像、97・・・アシスト画像、99・・・x軸線とy軸線との交点、101・・・矢印(コンパス)、103・・・入力部、105・・・撮像部、107・・・ステージ位置検出部、109・・・記憶部、111・・・処理部、113・・・画像制御部、115・・・測定処理部、117・・・測定開始決定部、119・・・位置演算部、121・・・静止時間カウント部、123・・・表示部、W・・・ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステージに載置された前記ワークを撮像する撮像手段と、
所定位置を示す目印と前記撮像手段で撮像された前記ワークの画像とを重ねて表示する表示手段と、
手動操作により前記撮像手段を前記ステージに対して相対移動させる移動手段と、
前記ワークの画像を基にして前記ワークの複数の測定箇所について測定する手順が記述されたパートプログラムを実行する測定処理手段と、
前記移動手段により前記撮像手段を前記ステージに対して相対移動させて、測定をすべき測定箇所の画像が前記所定位置に到達すると前記測定処理手段に前記測定箇所についての測定を開始させる測定開始決定手段と、を備えた
ことを特徴とする画像測定装置。 A stage on which the workpiece is placed;
Imaging means for imaging the workpiece placed on the stage;
A display means for displaying a mark indicating a predetermined position and an image of the workpiece imaged by the imaging means;
Moving means for moving the imaging means relative to the stage by manual operation;
Measurement processing means for executing a part program in which a procedure for measuring a plurality of measurement points of the workpiece based on the image of the workpiece is described;
Measurement start determination for causing the measurement processing means to start measurement of the measurement location when the image of the measurement location to be measured reaches the predetermined position by moving the imaging means relative to the stage by the moving means. And an image measuring apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像測定装置。 The image measurement apparatus according to claim 1, wherein the measurement start determination unit causes the measurement processing unit to start measurement when a predetermined time elapses in a stationary state after the measurement location reaches the predetermined position.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像測定装置。 The image measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined position has an area larger than that of the mark.
前記撮像手段で撮像された前記ワークの画像が表示されるビデオウィンドウを設定し、前記ビデオウィンドウの中心で直交すると共に交点が前記目印となる水平線及び垂直線を前記ワークの画像に重ねて前記ビデオウィンドウに表示し、前記位置演算手段によって求められた前記測定箇所の現在位置と前記目印との垂直及び水平方向のずれ量をそれぞれ示す位置合わせ用水平線及び位置合わせ用垂直線を前記ワークの画像、前記水平線及び前記垂直線に重ねて前記ビデオウィンドウに表示する画像制御手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像測定装置。 Position calculating means for calculating the current position of the measurement location;
A video window in which an image of the workpiece imaged by the imaging means is displayed is set, and a horizontal line and a vertical line that are orthogonal to each other at the center of the video window and whose intersection is the mark are superimposed on the image of the workpiece. An image of the workpiece, a horizontal line for alignment and a vertical line for alignment, which are displayed on a window and respectively indicate vertical and horizontal deviation amounts between the current position of the measurement location and the mark obtained by the position calculation means; The image measurement device according to claim 1, further comprising: an image control unit that displays the video line in a manner superimposed on the horizontal line and the vertical line.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像測定装置。 The image measurement apparatus according to claim 1, wherein a numerical value indicating a deviation amount between a current position of the measurement location and the mark is displayed on the display unit.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像測定装置。 The image measuring apparatus according to claim 1, wherein a compass indicating a direction of the mark with respect to a current position of the measurement location is displayed on the display unit.
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