JP2020020658A - オフラインティーチング装置、測定制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な操作で測定手順情報を作成し測定機に適用して容易に自動測定を可能とするオフラインティーチング装置を提供する。【解決手段】オフラインティーチング装置１００と測定制御装置２００とを備える。オフラインティーチング装置は、被測定物の形状を３次元センサ部１１０で検出し、検出した形状に対して順次指定した測定箇所に測定項目をそれぞれ対応付けた測定手順情報を作成して測定手順情報記憶部１６０に記憶させる。測定制御装置は、対象被測定物の形状を３次元センサ部で検出し、検出された形状と略同一の形状を持つ被測定物を測定手順情報記憶部を検索して特定し、特定された被測定物の測定手順情報を対象被測定物の測定手順情報として抽出して、抽出した測定手順情報に基づき使用測定機１０に対象被測定物の測定を実行させる。【選択図】図１

Description

本発明は、簡易な操作で測定手順情報を作成し測定機に適用して容易に自動測定を可能とするオフラインティーチング装置、測定制御装置及びプログラムに関する。

測定機による自動測定を実現するための測定手順を記述したパートプログラムを作成する方法には、オンラインティーチングとオフラインティーチングとがある。オンラインティーチングは、測定機に被測定物をセットし、オペレータが測定機を操作して実際に測定を実行した手順をパートプログラムに記述する作成方法である。オンラインティーチングは、ティーチング中は測定機が使用できなくなってしまうため、測定の効率面で問題がある。一方、オフラインティーチングは、オフラインティーチング用アプリケーションなどを用いて、被測定物のＣＡＤデータに対して測定教示のシミュレーションを行い、シミュレーション結果をパートプログラムに記述する作成方法である。オフラインティーチングは、実機を使用することなくティーチングができるため、測定の効率化を図ることができる。

従来のティーチング方法では、測定機の操作技術やアプリケーションの操作技術、手順作成技術などの専門技術が必要である。また、測定実行時にも座標系設定等の専門技術が必要である。

本発明の目的は、簡易な操作で測定手順情報を作成し測定機に適用して容易に自動測定を可能とするオフラインティーチング装置、測定制御装置及びプログラムを提供することにある。

本発明のオフラインティーチング装置は、検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出する３次元センサ部と、３次元センサ部により検出された被測定物の３次元形状を視認可能に表示する表示部と、被測定物の３次元形状における測定箇所を特定する情報と当該測定箇所における測定内容を示す情報とからなる測定情報の入力を受け付けるインタフェース画面を生成し、被測定物の３次元形状とともに表示部に表示させるインタフェース画面生成手段と、測定手順情報記憶部と、所定の手段を用いてインタフェース画面を介して順次入力された測定箇所ごとの測定情報とそれぞれの測定情報の入力順序を示す情報とを含む測定手順情報を、被測定物の３次元形状の情報とともに測定手順情報記憶部に書き込む書込手段と、を備える。

本発明の測定制御装置は、検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出する３次元センサ部と、複数の被測定物のそれぞれについて、被測定物の３次元形状の情報、及びそれぞれ３次元形状における測定箇所を特定する情報と当該測定箇所における測定内容を示す情報とからなる各測定箇所の測定情報とそれぞれの測定情報の入力順序を示す情報とを含む測定手順情報を、予め記憶する測定手順情報記憶部と、３次元センサ部により検出された、使用測定機にセットされた対象被測定物の３次元形状について、測定手順情報記憶部を検索して略同一の３次元形状を有する被測定物を特定し、特定された被測定物の測定手順情報を、対象被測定物の測定手順情報として測定手順情報記憶部から抽出する測定手順情報抽出手段と、３次元センサ部による検出座標系が使用測定機の座標系として設定されるように使用測定機を制御する座標系設定手段と、対象被測定物の測定手順情報に基づき、使用測定機に対象被測定物の測定を実行させる制御手段と、を備える。

測定制御装置は更に、複数の機種の測定機それぞれの構成情報を予め記憶する測定機情報記憶部と、所定の手段により入力された使用測定機の機種を示す情報に基づき、測定機情報記憶部を検索して使用測定機の構成情報を抽出する測定機情報抽出手段と、対象被測定物の測定手順情報を、使用測定機の構成情報により使用測定機用に再構成する再構成手段と、を備え、制御手段が、使用測定機用に再構成された測定手順情報に基づき、使用測定機に測定を実行させるように構成してもよい。

本発明のオフラインティーチング装置及び測定制御装置の各手段の機能は、プログラムに記述してコンピュータに実行させることにより実現してもよい。

本発明のオフラインティーチング装置及び測定制御装置によれば、簡易な操作で測定手順情報を作成し測定機に適用して、容易に自動測定を行うことが可能となる。

本発明のオフラインティーチング装置１００及び測定制御装置２００の機能ブロック図である。 入力インタフェース画面の一例及び入力方法の一例を示す図である。 本発明のオフラインティーチング装置１００及び測定制御装置２０１の機能ブロック図である。 各手段の機能が記述されたプログラムをＣＰＵで実行することにより各手段の機能を実現する本発明のオフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明及び図面では、同一の機能部には同一の符号を付し、一度説明した機能部については説明を省略又は必要に応じた程度の説明にとどめることとする。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のオフラインティーチング装置１００及び測定制御装置２００の機能ブロック図である。

オフラインティーチング装置１００は、３次元センサ部１１０、表示部１２０、インタフェース画面生成手段１３０、入力部１４０、書込手段１５０及び測定手順情報記憶部１６０を備える。

３次元センサ部１１０は、検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出する３次元センサである。３次元センサ部１１０は、検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出することができれば、任意の方式のものを採用して構わない。

表示部１２０は、３次元センサ部１１０により検出された被測定物の３次元形状を視認可能に表示する任意の方式のディスプレイ装置である。被測定物の３次元形状を視認可能にする構成は任意であり、単純に３次元形状そのものを表示するようにしてもよいし、例えば３次元センサ部１１０により検出された被測定物を撮像する撮像部１７０を更に備えて、これにより撮像した画像を表示することにより視認可能としてもよい。また、透過型のディスプレイを採用して、３次元センサ部１１０により検出された被測定物自体がディスプレイから透けて見える形で視認可能としてもよい。

インタフェース画面生成手段１３０は、被測定物の３次元形状における測定箇所を特定する情報と測定箇所における測定内容を示す情報とからなる測定情報の入力を受け付けるインタフェース画面を生成し、被測定物の３次元形状とともに表示部１２０に表示させる。どのようなインタフェース画面を生成し、どのように表示させるかは任意である。

例えば、図２(a)に示すように、測定内容を示すアイコン群ｉを被測定物の３次元形状ｆ及び／又は被測定物の画像ｖと並べて表示部１２０に表示させる。図２(a)では、真円度、直角度及び円筒度をそれぞれ意味する記号で測定内容を示すアイコン群ｉを表示した場合を例示している。

入力部１４０は、インタフェース画面生成手段１３０により表示部１２０に表示されたインタフェース画面に応じた任意の入力手段である。例えば、図２(a)に例示したアイコン群による入力インタフェース画面の場合、入力手段としてマウス、ジェスチャー検出手段、タッチパネルディスプレイなどを採用することができる。

マウスの場合、例えば、図２(a)に示すようなポインタｐを表示して、このポインタｐを利用者のマウス操作により図２(b)に示すように希望する測定内容のアイコン上に移動させた上で、図２(c)に示すように当該アイコンをドラッグして並んで表示されている被測定物の３次元形状ｆの希望する測定箇所にドロップすることにより、測定内容及び測定箇所を入力するようにしてもよい（図２(d)）。また、ポインタｐを希望する測定内容のアイコン上に移動させた上でクリックすることで測定内容を入力し、続いてポインタｐを希望する測定箇所に移動させてクリックすることで当該測定内容を実行する測定箇所を入力するようにしてもよい。

ジェスチャー検出手段の場合、例えば３次元センサ部１１０、表示部１２０及び撮像部１７０を次のように構成する。３次元センサ部１１０及び撮像部１７０により検出及び撮像された被測定物及び利用者の手を、表示部１２０を通して視認可能とするとともに、アイコン群ｉを被測定物と並べて表示し、利用者の手をマウスのポインタ代わりに動作させることで、ドラッグアンドドロップなどの入力操作により測定内容及び測定箇所の入力が可能なように構成する。

ジェスチャー検出手段は、例えば３次元センサ部１１０、表示部１２０及び撮像部１７０に相当する機能部を備えるコンピュータであるヘッドマウントディスプレイ装置を用いてオフラインティーチング装置１００を構成することで容易に実現することができる。

タッチパネルディスプレイの場合、表示部１２０としてタッチパネルディスプレイを採用し、例えば、測定内容のアイコンを指で触れた上で当該アイコンをドラッグして、表示されている被測定物の３次元形状ｆの希望する測定箇所にドロップすることにより測定内容及び測定箇所を入力するようにしてもよい。また、測定内容のアイコンを指で触れることで測定内容を入力し、続いて、希望する測定箇所を指で触れることで当該測定内容を実行する測定箇所を入力するようにしてもよい。

利用者は、上記のような入力部１４０からの入力操作を、希望する測定箇所の箇所数分繰り返す。

書込手段１５０は、入力部１４０からインタフェース画面を介して順次入力された測定箇所ごとの測定情報とそれぞれの測定情報の入力順序を示す情報とを含む測定手順情報を、被測定物の３次元形状の情報とともに測定手順情報記憶部１６０に書き込む。

測定手順情報記憶部１６０は、書込手段１５０から出力された測定手順情報を記憶する記憶手段である。測定手順情報記憶部１６０として適用する記憶手段は、測定手順情報を記憶できれば方式や種類は問わず、また、必ずしもオフラインティーチング装置１００や測定制御装置２００の本体にある必要はなく、有線通信や無線通信を介して情報のやり取りを行う形で外部に設けられていても構わない。

測定制御装置２００は、３次元センサ部１１０、測定手順情報記憶部１６０、測定手順情報抽出手段２１０、座標系設定手段２２０及び制御手段２３０を備える。

３次元センサ部１１０及び測定手順情報記憶部１６０は、オフラインティーチング装置１００の３次元センサ部１１０及び測定手順情報記憶部１６０と共通の機能部である。ただし、測定手順情報記憶部１６０には複数の被測定物それぞれについての測定手順情報が記憶されているものとする。また、３次元センサ部１１０は、オフラインティーチング装置１００と測定制御装置２００とで別々に備えても構わない。

測定手順情報抽出手段２１０は、３次元センサ部１１０により検出された、使用測定機１０にセットされた対象被測定物の３次元形状について、測定手順情報記憶部１６０を検索して略同一の３次元形状を有する被測定物を特定し、特定された被測定物の測定手順情報を対象被測定物の測定手順情報として測定手順情報記憶部１６０から抽出する。

これにより、使用測定機１０にセットされた対象被測定物の３次元形状における各測定箇所（及びそれぞれの箇所における測定内容）が、３次元センサ部１１０による検出座標系において特定される。

座標系設定手段２２０は、３次元センサ部１１０による検出座標系が使用測定機１０の座標系として設定されるように使用測定機１０を制御する。具体的には、使用測定機１０が備える座標系設定のための測定機能を対象被測定物に対して実行させる制御を行う。

制御手段２３０は、対象被測定物の測定手順情報に基づき、使用測定機１０に対象被測定物の測定を実行させる。

以上説明した本発明のオフラインティーチング装置１００及び測定制御装置２００によれば、簡易な操作で測定手順情報を作成し測定機に適用して、容易に自動測定を行うことが可能となる。

＜第２実施形態＞
複数の機種の測定機の使用を想定すると、機種ごとに測定機の具体的構成が異なるため、機種に適した形で測定手順を再構成するのが望ましい。第２実施形態は、このような場合にも自動測定を可能とする実施形態である。第２実施形態は、第１実施形態と同様のオフラインティーチング装置１００と、第１実施形態の測定制御装置２００にいくつかの構成要素を加えた測定制御装置２０１との組み合わせにより実現される。

図３は、オフラインティーチング装置１００及び測定制御装置２０１の機能ブロック図である。

測定制御装置２０１は、３次元センサ部１１０、測定手順情報記憶部１６０、測定手順情報抽出手段２１０、座標系設定手段２２０、制御手段２３０、測定機情報記憶部２４０、測定機情報抽出手段２５０、入力部２６０及び再構成手段２７０を備える。すなわち、第１実施形態の測定制御装置２００に、測定機情報記憶部２４０、測定機情報抽出手段２５０、入力部２６０及び再構成手段２７０を加えたものである。

測定機情報記憶部２４０は、複数の機種の測定機それぞれの構成情報を予め記憶する記憶手段である。構成情報は任意であり、例えば、測定機の測定可能な範囲、装着されているプローブヘッドやプローブの種類、登録されているプローブの角度、プローブチェンジャーやスタイラスチェンジャーなどの情報が挙げられる。測定機情報記憶部２４０として適用する記憶手段は、構成情報を記憶できれば方式や種類は問わず、また、必ずしもオフラインティーチング装置１００や測定制御装置２０１の本体にある必要はなく、有線通信や無線通信を介して情報のやり取りを行う形で外部に設けられていても構わない。

測定機情報抽出手段２５０は、所定の手段により入力された使用測定機１０の機種を示す情報に基づき測定機情報記憶部２４０を検索して、複数の機種の測定機の構成情報の中から使用測定機１０の構成情報を抽出する。

使用測定機１０の機種を示す情報を入力する入力部２６０の形態は任意である。例えば、オフラインティーチング装置１００と共通の表示部１２０又は測定制御装置２０１で個別に備える図示しない表示部に入力インタフェース画面を表示して情報を入力する場合には、キーボードやマウスなどが採用される。

また例えば、入力部２６０を撮像部２６１と撮像画像解析手段２６２とから構成し、使用測定機１０の外観や型番が示されたプレートなどを撮像部２６１により撮像し、撮像画像解析手段２６２において撮像画像に基づき機種を検索したり読み取ったりすることで機種を特定して、これを測定機情報抽出手段２５０に入力するように構成してもよい。

再構成手段２７０は、測定手順情報抽出手段２１０により抽出された対象被測定物の測定手順情報を、測定機情報抽出手段２５０により抽出された使用測定機１０の構成情報により使用測定機に適した測定手順に再構成する。

制御手段２３０は、再構成手段２７０により使用測定機用に再構成された測定手順情報に基づき、使用測定機１０に測定を実行させる。

これにより、オフラインティーチング装置１００により生成された測定手順情報を機種に応じて自動的に再構成して測定を実行することができる。

＜第３実施形態＞
本発明のオフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１の各手段の機能は、プログラムに記述してコンピュータに実行させることにより実現してもよい。

各手段の機能をプログラムに記述しコンピュータに実行させて実現する場合のオフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１の構成例を図４に示す。

オフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１はそれぞれ、例えば、記憶部３０１、ＣＰＵ３０２、表示部３０３、３次元センサ部３０４、入力部３０５、撮像部３０６及び通信部３０７を備える。

記憶部３０１には、測定手順情報記憶部１６０及び測定機情報記憶部２４０の機能を担うほか、オフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１の各手段の機能などが記述されたプログラムが記憶される。記憶部３０１としては、例えば、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶媒体のほか、不揮発性メモリ、揮発性メモリなどを採用することができる。記憶部３０１は１つでもよいし、記憶する項目などに応じて複数設けてもよい。

ＣＰＵ３０２は、記憶部３０１から読み出したプログラムを実行し、オフラインティーチング装置１００、測定制御装置２００及び測定制御装置２０１の各手段の機能などを実現する。

表示部３０３は、表示部１２０の機能を担う任意の方式のディスプレイ装置である。

３次元センサ部３０４は、３次元センサ部１１０の機能を担う３次元センサである。

入力部３０５は、入力部１４０及び入力部２６０の機能を担うマウスやキーボードなどの入力手段である。

撮像部３０６は、撮像部１７０及び撮像部２６１の機能を担う任意の方式の撮像手段である。

通信部３０７は、無線ネットワーク又は有線ネットワークに接続するためのインタフェースであり、ＣＰＵ３０２の制御に従い、使用測定機１０やネットワークに接続されたクラウドストレージなどとの間で情報の送受を行う。

本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。各実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。

１０…使用測定機
１００…オフラインティーチング装置
１１０、３０４…３次元センサ部
１２０、３０３…表示部
１３０…インタフェース画面生成手段
１４０、２６０、３０５…入力部
１５０…書込手段
１６０…測定手順情報記憶部
１７０、２６１、３０６…撮像部
２００、２０１…測定制御装置
２１０…測定手順情報抽出手段
２２０…座標系設定手段
２３０…制御手段
２４０…測定機情報記憶部
２５０…測定機情報抽出手段
２６２…撮像画像解析手段
２７０…再構成手段
３０１…記憶部
３０２…ＣＰＵ
３０７…通信部
ｆ…被測定物の３次元形状
ｉ…アイコン群
ｐ…ポインタ
ｖ…被測定物の画像

Claims (4)

1. 検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出する３次元センサ部と、
   前記３次元センサ部により検出された被測定物の３次元形状を視認可能に表示する表示部と、
   前記被測定物の３次元形状における測定箇所を特定する情報と当該測定箇所における測定内容を示す情報とからなる測定情報の入力を受け付けるインタフェース画面を生成し、前記被測定物の３次元形状とともに前記表示部に表示させるインタフェース画面生成手段と、
   測定手順情報記憶部と、
   所定の手段を用いて前記インタフェース画面を介して順次入力された前記測定箇所ごとの前記測定情報と、それぞれの前記測定情報の入力順序を示す情報と、を含む測定手順情報を、前記被測定物の３次元形状の情報とともに前記測定手順情報記憶部に書き込む書込手段と、
   を備えるオフラインティーチング装置。
2. 検出範囲内に存在する物体の３次元空間における位置及び３次元形状を検出する３次元センサ部と、
   複数の被測定物のそれぞれについて、前記被測定物の３次元形状の情報、及びそれぞれ前記３次元形状における測定箇所を特定する情報と当該測定箇所における測定内容を示す情報とからなる各測定箇所の測定情報とそれぞれの測定情報の入力順序を示す情報とを含む測定手順情報を、予め記憶する測定手順情報記憶部と、
   前記３次元センサ部により検出された、使用測定機にセットされた対象被測定物の３次元形状について、前記測定手順情報記憶部を検索して略同一の３次元形状を有する前記被測定物を特定し、特定された前記被測定物の前記測定手順情報を、前記対象被測定物の測定手順情報として前記測定手順情報記憶部から抽出する測定手順情報抽出手段と、
   前記３次元センサ部による検出座標系が前記使用測定機の座標系として設定されるように前記使用測定機を制御する座標系設定手段と、
   前記対象被測定物の測定手順情報に基づき、前記使用測定機に前記対象被測定物の測定を実行させる制御手段と、
   を備える測定制御装置。
3. 複数の機種の測定機それぞれの構成情報を予め記憶する測定機情報記憶部と、
   所定の手段により入力された前記使用測定機の機種を示す情報に基づき、前記測定機情報記憶部を検索して前記使用測定機の構成情報を抽出する測定機情報抽出手段と、
   前記対象被測定物の測定手順情報を、前記使用測定機の構成情報により前記使用測定機用に再構成する再構成手段と、
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記使用測定機用に再構成された測定手順情報に基づき、前記使用測定機に前記対象被測定物の測定を実行させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の測定制御装置。
4. コンピュータを請求項１から３のいずれか１項に記載の装置の各手段として機能させるためのプログラム。
   
   

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