JP3213374B2 - 二次元測定機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理方式の二次元
測定機に関する。

【０００２】

【従来の技術】二次元測定機として、プリント基板等の
二次元測定対象物を光で照明し、測定対象物の輪郭（以
下、エッジと称する）を光の明暗差により画成するよう
にし、測定対象物に対し二次元方向に相対移動可能に支
持されたＣＣＤカメラでこの測定対象物を撮像し、これ
を画像処理して二次元座標上のモニタ装置に再現表示
し、モニタ装置上の任意の点を特定指示する座標指示装
置（以下、マウスと称する）を用いて、モニタ装置上の
再現画像から測定対象物の形状寸法などを演算測定する
画像処理方式のものが知られている。

【０００３】ところで、この種の二次元測定機において
は、測定対象物は、例えば、レーザ加工機やプレスなど
で加工された精密板金部品，プリント配線基板，アート
ワーク原板などのほぼ平面状のものがある。この場合、
例えば、精密板金部品などでは、各種の孔や外形などを
打ち抜き加工した後に、折り曲げなどの後加工が施さ
れ、後加工が施される前に、平板状の状態でそれまでの
加工状態を確認するための測定が行われる。

【０００４】この種の板金加工品では、一般的に、外形
の角部を基準として孔や折り曲げ部などの加工位置の寸
法が指定されているが、例えば、折り曲げ部の近傍に穿
設された取付孔などは、折り曲げ部からの寸法に高精度
が要求される場合には、設計図面上で折り曲げ部からの
孔位置寸法が指定されることがある。また、孔間の相互
位置を加工品上に現れない基準から高精度に加工する必
要がある場合には、他の部分と異なった設計図面上の基
準を設け、その基準からの寸法を指定することがある。

【０００５】このような対象物の孔位置などを二次元測
定機で測定する場合には、設計図面上の基準が対象物上
に現れないので、従来は、以下に説明するような手段に
より測定していた。第１の手段は、設計図面上の基準に
対応してケガキを形成し、このケガキからの位置を求め
る。また、第２の手段は、測定対象物に現れている基準
から孔位置などを測定し、計算により設計図面上の基準
からの位置を確認する。しかしながら、このような従来
の手段には、以下に説明する技術的課題が指摘されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、第１の手段
では、測定対象物に個別にケガキを形成するので、作業
能率が悪い上に、ゲガキ作業のバラツキにより測定精度
が低下する。また、第２の手段では、測定対象物上に現
れる基準から設計図面上の基準が単純に指定されていれ
ば、計算も簡単になるが、複数の孔位置などを介在させ
て表示されている場合には、面倒な計算を伴うととも
に、測定結果は対象物上の基準からしか表示されないの
で、測定後に確認する際に、なにが測定されているのか
判りにくくなるという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、測定
能率や精度の低下を回避しつつ、しかも、測定対象物に
現れていない設計図面上の基準からの測定結果も表示す
ることができる二次元測定機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、二次元測定対象物と平行な二次元方向に
相対移動可能に支持され、明暗差によりエッジが画成さ
れた測定対象物を撮像して電気画像信号として出力する
ＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの画像信号を記憶す
る画像メモリと、前記測定対象物を二次元座標上に再現
表示するモニタ装置と、前記モニタ装置上で任意の点を
特定指示する座標指示装置と、測定結果を印字出力する
プリンタと、前記画像メモリに記憶されている画像信号
に所定の画像処理を施して前記モニタ装置に出力すると
ともに、前記座標指示装置で特定指示された点に基づい
て、前記測定対象物のエッジを検出して前記モニタ装置
上のエッジ座標値を演算し、このエッジ座標値に基づい
て前記測定対象物の形状寸法などの測定値を演算する集
中制御装置と、前記集中制御装置に所定の信号を入力す
るキーボードスイッチとを備えた二次元測定機におい
て、前記集中制御装置は、設計図面上にのみ示されてい
る基準から寸法が指定されている際に、前記モニタ装置
上に前記基準を仮想表示することを特徴とすることを特
徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成の二次元測定機によれば、測定対象物
上に現れない基準から寸法が指定されている際に、この
基準が前記モニタ装置上に仮想表示されるので、モニタ
装置上で直接基準からの寸法を測定して、これをプリン
タなどに表示することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。図１から図４は、本発
明にかかる二次元測定機の一実施例を示している。同図
に示す二次元測定機は、測定対象物を撮像して電気画像
信号として出力するＣＣＤカメラ１０と、このＣＣＤカ
メラ１０の画像信号を記憶する画像メモリ１２と、測定
対象物Ａを二次元座標軸（ｘ，ｙ）上に再現表示するＣ
ＲＴなどで構成されたモニタ装置１４と、モニタ装置１
４上の任意の点を特定指示するマウス１６と、測定値を
印字出力するプリンタ１８と、集中制御装置２０と、制
御装置２０の制御手順を記憶するメモリ２２と、前記集
中制御装置２０に所定の信号を入力するキーボードスイ
ッチ２３とを備えている。

【００１１】ＣＣＤカメラ１０は、この実施例では、二
次元方向に移動する移動台に搭載されていて、移動台上
に設定される座標系におけるカメラ１０の位置は、移動
台の移動量をリニアスケール２４で検出して、この検出
値をＸＹカウンタ２６で計数することにより常時測定さ
れ、その測定値は集中制御装置２０に入力されている。
なおＣＣＤカメラ１０が二次元測定機本体フレームに直
接固定され、測定対象物が移動台（ＣＣＤカメラが測定
機本体フレームに直接固定されている構造の場合にはＸ
Ｙテーブル）上を二次元方向に移動でき、この移動量を
リニアスケール２４で検出し、検出値をＸＹカウンタで
計数することにより常時測定される構造であってもよ
い。

【００１２】測定対象物は、例えば、レーザ加工機やプ
レスなどで加工された精密板金部品，プリント配線基
板，アートワーク原板などのほぼ平面状のものであり、
その背面側または正面側から照明光線を投射することに
より、測定対象物と背景部分との間に明暗差をつくり、
この明暗差によりエッジ部が画成される。マウス１６
は、モニタ装置１４の座標軸ｘ，ｙに対応して設けられ
た一対の回転式長さ測定センサと、クリックスイッチと
を有し、クリックスイッチを作動されることにより、モ
ニタ装置１４の座標軸ｘ，ｙ上の任意の点が特定され
る。集中制御装置２０は、画像メモリ１２に記憶されて
いる画像信号に所定の画像処理を施してモニタ装置１４
に出力する。

【００１３】図２は、本実施例の二次元測定機で測定さ
れる対象物を示している。同図に示す測定対象物は、精
密板金部品であり、孔や外形の打ち抜き加工後に、図に
斜線を施した２箇所の部分が、紙面と直交する方向に折
り曲げ加工され、孔ａ，ｂ，ｃがそれぞれ測定対象物上
に現れない折り曲げ線を基準に寸法指定されている。こ
のような測定対象物の孔ａ，ｂ，ｃを折り曲げ線から測
定する際に、本発明の二次元測定機では、以下の手順に
より測定する。まず、折り曲げ線の寸法指定が成されて
いる外形Ｐ₁，Ｐ₂がマウス１６を使用して線として検出
される。次に、仮想線の作成を集中制御装置２０に指示
し、外形Ｐ₁，Ｐ₂から指定されている寸法Ａ，Ｂをキー
ボードスイッチ２３により入力し、その方向をマウス１
６により指定することにより、測定対象物が表示されて
いるモニタ装置１４に仮想線Ｐ，Ｑを表示させる。

【００１４】そして、この仮想線Ｐ，Ｑから孔ａ，ｂ，
ｃまでの寸法がマウス１６を用いて測定され、その結果
がモニタ装置１４やプリンタ１８に出力され。なお、外
形Ｐ ₁，Ｐ₂の検出方法や、孔ａ，ｂ，ｃの検出方法は、
従来からこの種の測定機で用いられた公知の方法も適用
できるが、特に、円ｂ，ｃの中心座標を測定する場合に
は、以下の方法が推奨される。図３および図４は、円
ｂ，ｃの中心座標を集中制御装置２０で求める場合の制
御手順の一例を示している。

【００１５】図３に示す制御手順が開始されると、ステ
ップＳ₁では、円が選択指定される。続くステップＳ₂で
は、ＣＣＤカメラ１０で撮像され、画像メモリ１２に記
憶格納されている円ｂまたはｃの画像信号が取り込ま
れ、必要な画像処理が施されて、モニタ装置１４にｘ，
ｙ軸からなる二次元座標上に再現表示され、その後、図
４（Ａ）に示すように、円ｂまたはｃ内の任意の１点Ｂ
₀がマウス１６により特定指示される。

【００１６】点Ｂ₀の指示が行われると、続くステップ
Ｓ₃で、図４（Ｂ）に示すように、点Ｂ₀から円ｂまたは
ｃの外方に向けて多数の放射状線分Ｃが形成され、ステ
ップＳ₄では、この放射状線分Ｃと円ｂまたはｃとの関
係に基づいてエッジ部が検出される。エッジ部の検出
は、放射状線分Ｃの座標と対応したモニタ装置１４の画
像信号の明暗を判別することにより行われ、画像信号が
暗から明に反転することにより、各放射状線分Ｃに対応
したエッジ部ｂ₁〜ｂｎが順次検出される。なお、放射
状線分Ｃの角度間隔は、等間隔や不等間隔など任意に設
定される。

【００１７】エッジ部ｂ₁〜ｂｎが検出されると、その
ｘ，ｙ軸上の座標値は特定されるので、これらの座標値
から、ステップＳ₅で、最小二乗法により、仮想線Ｑか
らの円ｂまたはｃの中心座標ｘ₀,ｙ₀が求められ、ステ
ップＳ₆でその結果をプリンタ１８に出力して、手順が
終了する。さて、以上のように構成された二次元測定機
においては、測定対象物上に現れない折り曲げ線（基
準）から寸法が指定されている際に、これをモニタ装置
１４上に仮想線Ｐ，Ｑとして表示するので、モニタ装置
１４上で仮想線Ｐ，Ｑ（基準）からの寸法を直接測定し
て、これをプリンタ１８などに表示することができ、面
倒な計算などは不要になるとともに、測定精度や能率の
低下を回避することもできる。

【００１８】図５は、本発明が適用される別の測定対象
物を示している。同図に示す対象物は、平板には孔ｄ，
ｅが穿設されていて、孔ｄ，ｅの位置寸法が、設計図面
上にのみ示されている基準点ｃ₁,ｃ₂を結ぶ線分から表
されている。基準点ｃ₁,ｃ₂の座標値Ａ₁,Ａ₂,Ｂ₁,Ｂ
₂は、対象物上に現れる角部Ｐ₃を基準にして図面上に示
されている。

【００１９】本発明の二次元測定機では、このような測
定対象物の場合にも、基準点ｃ₁,ｃ ₂の座標値Ａ₁,Ａ₂,
Ｂ₁,Ｂ₂をキーボードスイッチ２３で入力し、仮想線Ｒ
を上記実施例と同様にモニタ装置１４上に表示し、孔
ｄ，ｅの中心位置寸法ｘ₁,ｘ₂,ｙ ₁,ｙ₂をモニタ装置１
４上で仮想線Ｒから直接求める。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる二次元測定機によれば、測定対象物上に
現れない基準から寸法が指定されている際に、モニタ装
置上に基準を仮想表示するので、モニタ装置上で直接基
準からの寸法を測定して、これをプリンタなどに表示す
ることができ、測定精度や能率の低下を回避しつつ、面
倒な計算が不要になるとともに、測定後においてもどの
部分の測定値かが容易に確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二次元測定機の全体構成を示すブロッ
ク図

【図２】本発明の二次元測定機の測定対象物の一例を示
す平面図

【図３】本発明の二次元測定機で円の中心座標を求める
場合の制御手順の一例を示すフローチャート図

【図４】図３に示した手順で円を推定する場合の説明図

【図５】本発明の二次元測定機の測定対象物の他の例を
示す平面図

【符号の説明】

１０ ＣＣＤカメラ １２ 画像メモリ １４ モニタ装置 １６ マウス １８ プリンタ ２０ 集中制御装置 ２３ キーボードスイッチ Ｐ，Ｑ，Ｒ 仮想線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３２０ (72)発明者 藤澤 博之 神奈川県厚木市長谷字柳町260−63 株 式会社ソキア 厚木工場内 (56)参考文献 特開 昭61−271404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−256207（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−213504（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次元測定対象物と平行な二次元方向
   に相対移動可能に支持され、明暗差によりエッジが画成
   された測定対象物を撮像して電気画像信号として出力す
   るＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの画像信号を記憶
   する画像メモリと、前記測定対象物を二次元座標上に再
   現表示するモニタ装置と、前記モニタ装置上で任意の点
   を特定指示する座標指示装置と、測定結果を印字出力す
   るプリンタと、前記画像メモリに記憶されている画像信
   号に所定の画像処理を施して前記モニタ装置に出力する
   とともに、前記座標指示装置で特定指示された点に基づ
   いて、前記測定対象物のエッジを検出して前記モニタ装
   置上のエッジ座標値を演算し、このエッジ座標値に基づ
   いて前記測定対象物の形状寸法などの測定値を演算する
   集中制御装置と、前記集中制御装置に所定の信号を入力
   するキーボードスイッチとを備えた二次元測定機におい
   て、 前記集中制御装置は、設計図面上にのみ示されている基
   準から寸法が指定されている際に、前記モニタ装置上に
   前記基準を仮想表示することを特徴とすることを特徴と
   する二次元測定機。