JP6232947B2 - Flatness detection apparatus and flatness detection method - Google Patents
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Description
本発明は、三次元測定装置から得られたワークの計測データに基づいて、ワークの測定対象面における平坦度を検出する平坦度検出装置、及び平坦度検出方法に関する。 The present invention relates to a flatness detection device and a flatness detection method for detecting flatness on a measurement target surface of a workpiece based on workpiece measurement data obtained from a three-dimensional measurement device.
従来、ワークの平坦度を検出する際、三次元測定装置によりワークの計測データを取得して平坦度を算出する。このような三次元測定機で得られた断面曲線から粗さ曲線を得るには、カットオフ波長λcのガウシアンフィルターを断面曲線に適用して、うねり曲線を抽出し、断面曲線からうねり曲線を減算することで実現するのが一般的である。このとき、データ数をＮとすると演算回数はＮλcに比例する。しかしながら、一般的に、データ数Ｎは２，０００点から８，０００点であることから、粗さ曲線を得るには多大な計算時間が必要であるという課題があった。 Conventionally, when detecting the flatness of a workpiece, the measurement data of the workpiece is obtained by a three-dimensional measuring apparatus to calculate the flatness. To obtain a roughness curve from a cross-sectional curve obtained with such a CMM, apply a Gaussian filter with a cutoff wavelength λc to the cross-sectional curve, extract the waviness curve, and subtract the waviness curve from the cross-sectional curve. This is generally achieved by doing so. At this time, if the number of data is N, the number of calculations is proportional to Nλc. However, in general, since the number N of data is 2,000 to 8,000, there is a problem that it takes a lot of calculation time to obtain a roughness curve.
そこで、断面曲線から粗さ曲線や３次元表示の粗さ形状を抽出する過程で、演算回数を少なくし、処理時間を短縮すると共にエンド効果を無くす粗さ曲線の抽出方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の粗さ曲線の抽出方法では、断面曲線のデータを間引き率Ｄでダウンサンプリングして断面曲線の間引きデータを得てから、間引きデータにカットオフ波長λ'c＝λc/Ｄのガウシアンフィルターを適用して、カットオフ波長λc以上の長波長成分を抽出し、断面曲線からカットオフ波長λc以上の長波長成分を減算して粗さ曲線を得るようになっている。
Therefore, in the process of extracting a roughness curve and a three-dimensional display roughness shape from a cross-sectional curve, a method for extracting a roughness curve that reduces the number of operations, shortens the processing time, and eliminates the end effect has been considered ( For example, see Patent Document 1).
In the method of extracting a roughness curve described in Patent Document 1, the cross-sectional curve data is down-sampled at a thinning rate D to obtain cross-sectional curve thinning data, and then the cut-off wavelength λ′c = λc / By applying a D Gaussian filter, a long wavelength component having a cutoff wavelength λc or more is extracted, and a long curve component having a cutoff wavelength λc or more is subtracted from the cross-sectional curve to obtain a roughness curve.
ところで、上記特許文献１の粗さ曲線の抽出方法では、ダウンサンプリングに離散的フーリエ変換を用いるため、結局、粗さ曲線を抽出するのに多大な時間がかかる。これでは、平坦度の計測を短時間で行うことができず、例えば、平坦度が大きく変化している位置を大まかに検出したい場合などであっても、これらの算出に多大な時間がかかるという課題がある。 By the way, in the method for extracting a roughness curve of Patent Document 1, since discrete Fourier transform is used for downsampling, it takes much time to extract a roughness curve. In this case, the flatness cannot be measured in a short time, and for example, even when it is desired to roughly detect the position where the flatness changes greatly, it takes a lot of time to calculate these. There are challenges.
本発明は、上述のような課題に鑑みて、高速で平坦度を検出可能な平坦度検出装置、及び平坦度検出方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a flatness detecting device and a flatness detecting method capable of detecting flatness at high speed.
本発明の平坦度検出装置は、物体表面の複数箇所の三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を形状計測し、当該複数箇所それぞれの三次元位置により構築される点群データを生成する三次元測定装置から、当該点群データを取得する点群データ取得手段と、前記点群データにおける前記三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）のうちｘ座標値及びｙ座標値を整数化し、各ｘ，ｙ座標値に対するｚ座標代表値を算出する座標変換手段と、ｘｙ平面領域を分割した複数の小領域に対し前記ｚ座標代表値を積分したｚ積分値を算出するｚ積分値算出手段と、前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出手段と、所定の前記小領域の前記平均ｚ積分値と当該所定の小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較する比較手段と、を備えることを特徴とする。 The flatness detection apparatus of the present invention measures the shape of three-dimensional positions (x, y, z) at a plurality of locations on the surface of an object, and generates three-dimensional point cloud data constructed from the three-dimensional positions of the plurality of locations. Point cloud data acquisition means for acquiring the point cloud data from the measuring device, and x and y coordinate values of the three-dimensional position (x, y, z) in the point cloud data are converted to integers, a coordinate transformation means for calculating a z-coordinate representative value for the y-coordinate value, and z-integration-value calculation means for a plurality of small areas obtained by dividing the xy plane area is calculated by integrating the z integral value the z coordinate representative value, the Mean z integral value calculating means for calculating an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small area, and the average z integral value of the predetermined small area and the predetermined small area adjacent to the average z integral value to compare the average z integral value of the small region Characterized in that it comprises a comparing means.
本発明の平坦度検出装置は、上述のように、前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出手段を備え、前記比較手段は、所定の前記小領域における前記平均ｚ積分値と当該所定の前記小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較することを特徴とする。
この発明では、各小領域の平均ｚ積分値を算出する。これにより、例えば、所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する領域の面積が異なった場合であっても、物体表面における所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する領域との凹凸の変化を精度よく検出できる。
As described above, the flatness detection apparatus of the present invention includes an average z integral value calculating unit that calculates an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small region, and the comparing unit It is characterized by comparing the average z integral value of the small area adjacent to the average z integral value and the predetermined said small regions in a predetermined said small region.
In the present invention, the average z integral value of each small region is calculated. Thereby, for example, even when the areas of the predetermined small area and the area adjacent to the predetermined small area are different, the unevenness between the predetermined small area on the object surface and the area adjacent to the predetermined small area Can be detected accurately.
本発明の平坦度検出装置は、前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出手段を備え、前記比較手段は、所定の前記小領域における前記平均ｚ積分値と当該所定の前記小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較することが好ましい。
この発明では、各小領域の平均ｚ積分値を算出する。これにより、例えば、所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する領域の面積が異なった場合であっても、物体表面における所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する領域との凹凸の変化を精度よく検出できる。
The flatness detection apparatus of the present invention includes an average z integral value calculation unit that calculates an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small region, and the comparison unit includes the predetermined unit It is preferable to compare the average z integral value in the small area with the average z integral value in the small area adjacent to the predetermined small area.
In the present invention, the average z integral value of each small region is calculated. Thereby, for example, even when the areas of the predetermined small area and the area adjacent to the predetermined small area are different, the unevenness between the predetermined small area on the object surface and the area adjacent to the predetermined small area Can be detected accurately.
本発明の平坦度検出装置は、表示部と、前記所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する小領域との前記平均ｚ積分値の差が所定の閾値を超えている場合に、前記所定の小領域を前記表示部に表示させる表示制御手段と、を備えることが好ましい。
この発明では、所定の小領域の平均ｚ積分値と当該所定の小領域に隣接する小領域の平均ｚ積分値との差異が、所定の閾値を超えている場合にその小領域を表示部に表示させる。これにより、使用者は、表示部を視認することにより、物体表面の凹凸の変化、すなわち、物体表面の平坦度の変化があった位置を容易に認識することができる。ここで、平均ｚ積分値の差異における所定の閾値は、使用者が自由に設定することができる。これにより、使用者が物体表面の平坦度の変化のうち、所望の平坦度の変化量を超える位置を検出することが可能となる。
The flatness detection apparatus of the present invention, when the difference between the average z integral values of the display unit and the predetermined small area and the small area adjacent to the predetermined small area exceeds a predetermined threshold, It is preferable to include display control means for displaying a predetermined small area on the display unit.
In this invention, when the difference between the average z integral value of a predetermined small area and the average z integral value of a small area adjacent to the predetermined small area exceeds a predetermined threshold, the small area is displayed on the display unit. Display. Thereby, the user can easily recognize the position where the unevenness of the object surface, that is, the change of the flatness of the object surface, has occurred by visually recognizing the display unit. Here, the predetermined threshold value for the difference in average z integral values can be freely set by the user. Thereby, it becomes possible for the user to detect a position exceeding the desired amount of change in flatness among changes in flatness of the object surface.
本発明の平坦度検出装置は、前記座標変換手段による整数化後にｘ座標が最も近い２点間のｘ座標の差が２以上、またはｙ座標が最も近い２点間のｙ座標の差が２以上である場合に、これらの２点間の間の座標及び当該座標に対するｚ座標を補完するｚ座標値補完手段を備え、前記ｚ積分値算出手段は、前記ｚ座標値補完手段により補完されたｚ座標値を用いて前記小領域における前記ｚ積分値を算出することが好ましい。
ここで、三次元測定装置として、非接触型の三次元測定装置（例えば光切断法等、レーザー光の反射を利用してその反射光を撮像手段により撮像する場合、レーザー光の反射位置や撮像素子の感度や反射光の輝度のバラつき等によって、三次元位置を取得できないことがある。このような場合であっても、この発明では、座標変換手段により整数化されたｘ座標値及びｙ座標値に最も近い座標がない場合に、当該座標、及びその座標におけるｚ座標代表値が補完される。これにより、ｚ積分高さ算出手段がこれらの補完されたｚ座標代表値を用いて算出されるべき積分高さを補完するので、正確に物体表面の凹凸の変化、すなわち、物体表面の平坦度が変化した位置を認識することができる。
In the flatness detecting apparatus according to the present invention, the difference between the x coordinates between the two points closest to the x coordinate after conversion into an integer by the coordinate conversion means is 2 or more, or the difference between the y coordinates between the two points closest to the y coordinate is 2. In the case described above, a z-coordinate value complementing unit that complements the coordinates between these two points and the z-coordinate relative to the coordinates is provided, and the z-integral value calculating unit is complemented by the z-coordinate value complementing unit It is preferable to calculate the z integral value in the small region using the z coordinate value.
Here, as a three-dimensional measuring device, a non-contact type three-dimensional measuring device (for example, when the reflected light is imaged by imaging means using reflection of laser light such as a light cutting method, the reflection position of the laser light and the imaging There are cases where the three-dimensional position cannot be obtained due to variations in the sensitivity of the element, the brightness of the reflected light, etc. Even in such a case, in the present invention, the x-coordinate value and the y-coordinate converted to integers by the coordinate conversion means are used. When there is no coordinate closest to the value, the coordinate and the z-coordinate representative value at the coordinate are supplemented, whereby the z-integral height calculation means is calculated using these complemented z-coordinate representative values. Since the integral height to be compensated is complemented, it is possible to accurately recognize the change in the unevenness of the object surface, that is, the position where the flatness of the object surface changes.
本発明の平坦度検出装置は、前記小領域の範囲を設定する設定条件を取得する条件取得手段と、取得した前記設定条件に応じて前記小領域の範囲を設定する領域設定手段と、を備えることが好ましい。
この発明では、例えば使用者により入力された設定条件に基づいて、算出すべき小領域を所望の範囲に設定することができる。これにより、使用者は、例えば、大まかな所定領域における平坦度を検出した後、物体表面の積分高さ（平均高さ）の変化量が大きいと判定された部分を所定領域として設定し、再度、設定した所定領域内の平坦度を検出することができる。すなわち、平坦度の検出を必要としない範囲（領域）については、再度その領域を含む範囲の平坦度の検出をする必要が無いので、より平坦度の検出を高速化することができる。
The flatness detection apparatus of the present invention includes a condition acquisition unit that acquires a setting condition for setting the range of the small region, and a region setting unit that sets the range of the small region according to the acquired setting condition. It is preferable.
In the present invention, for example, the small area to be calculated can be set to a desired range based on the setting condition input by the user. Thereby, for example, after detecting the flatness in a rough predetermined area, the user sets a predetermined area as a predetermined area where the amount of change in the integrated height (average height) of the object surface is large. The flatness within the set predetermined area can be detected. That is, for a range (region) that does not require flatness detection, it is not necessary to detect the flatness of a range that includes the region again, so that the flatness detection can be further accelerated.
本発明の平坦度検出方法は、物体表面の複数箇所の三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を形状計測し、当該複数箇所それぞれの三次元位置により構築される点群データを生成する三次元測定装置から、当該点群データを取得する点群データ取得ステップと、前記点群データにおける前記三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）のうちｘ座標値及びｙ座標値を整数化し、各ｘ，ｙ座標値に対するｚ座標代表値を算出する座標変換ステップと、ｘｙ平面領域を分割した複数の小領域に対し前記ｚ座標代表値を積分したｚ積分値を算出するｚ積分値算出ステップと、前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出ステップと、所定の前記小領域の前記平均ｚ積分値と当該所定の小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較する比較ステップと、を実施することを特徴とする。 The flatness detection method of the present invention measures the shape of three-dimensional positions (x, y, z) at a plurality of locations on the object surface, and generates three-dimensional point cloud data constructed from the three-dimensional positions at the plurality of locations. A point cloud data acquisition step for acquiring the point cloud data from the measuring device, and x and y coordinate values of the three-dimensional position (x, y, z) in the point cloud data are converted to integers, a coordinate conversion step of calculating a z-coordinate representative value for the y-coordinate value, and z-integration-value calculation step for a plurality of small areas obtained by dividing the xy plane area is calculated by integrating the z integral value the z coordinate representative value, the An average z integral value calculating step for calculating an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small area; and the average z integral value of the predetermined small area and the predetermined small area adjacent to the average z integral value the average z small region A comparing step of comparing the minutes value, which comprises carrying out the.
この発明では、上記発明と同様の効果を得ることができる。すなわち、本発明の平坦度検出方法を用いることで、高速で物体表面の平坦度を検出できる。 In this invention, the same effect as the above invention can be obtained. That is, by using the flatness detection method of the present invention, the flatness of the object surface can be detected at high speed.
以下、本発明に係る一実施形態の平坦度検出装置について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の平坦度検出装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の平坦度検出装置１は、図１に示すように、ワーク４０（図２参照）の欠陥を検出するための装置である。この平坦度検出装置１としては、例えばパーソナルコンピューター等の汎用コンピューターを用いることができる。そして、平坦度検出装置１は、図１に示すように、操作部１１と、入出力端子部１２と、記憶部１３と、表示部１４と、制御部２０と、を備える。
Hereinafter, a flatness detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the flatness detection device of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the flatness detection device 1 of the present embodiment is a device for detecting a defect of a workpiece 40 (see FIG. 2). As the flatness detection device 1, a general-purpose computer such as a personal computer can be used. As shown in FIG. 1, the flatness detection device 1 includes an operation unit 11, an input / output terminal unit 12, a storage unit 13, a display unit 14, and a control unit 20.
操作部１１は、例えばキーボードやマウス等が例示でき、ユーザーの操作により、操作に応じた操作信号が入力される。入力された操作信号は、制御部２０に出力される。
入出力端子部１２は、外部接続機器と通信可能に接続する部位であり、三次元測定装置２が接続される。この入出力端子部１２には、例えば、制御部２０で処理されたデータ等をプリントするプリンターなどが接続される。
The operation unit 11 can be exemplified by a keyboard and a mouse, for example, and an operation signal corresponding to the operation is input by a user operation. The input operation signal is output to the control unit 20.
The input / output terminal unit 12 is a part that is communicably connected to an external connection device, and is connected to the three-dimensional measurement apparatus 2. For example, a printer for printing data processed by the control unit 20 is connected to the input / output terminal unit 12.
また、入出力端子部１２に接続される三次元測定装置２は、不図示ではあるが、ワーク４０を載置可能なステージ面と、ステージ面に載置されたワーク４０の外面形状を計測する計測センサーと、三次元形状計測手段と、を備えている。
計測センサーは、ワーク４０の表面（物体表面）上の複数点の三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を形状計測する。また、三次元形状計測手段は、計測センサーを制御してワーク４０の計測データを取得し、取得された計測データから点群データ（形状計測がなされた複数箇所それぞれの三次元位置により構築されるデータ）を生成する。
計測センサー及び三次元形状計測手段としては、ワーク４０の外周表面を複数の計測点で精度よく取得できるものであれば特に限定されない。例えば、２台のカメラを用いステレオ法により各計測点の三次元座標を検出するものであってもよく、スリット光を照射して、各計測点の三次元座標を検出する光切断法や、光パターンを投影することで各計測点の三次元座標を検出するパターン投影法などを用いてもよい。
Although not shown, the three-dimensional measuring apparatus 2 connected to the input / output terminal unit 12 measures the stage surface on which the workpiece 40 can be placed and the outer surface shape of the workpiece 40 placed on the stage surface. A measurement sensor and a three-dimensional shape measurement means are provided.
The measurement sensor measures the shape of three-dimensional positions (x, y, z) at a plurality of points on the surface (object surface) of the workpiece 40. The three-dimensional shape measuring means acquires measurement data of the workpiece 40 by controlling the measurement sensor, and is constructed from point cloud data (three-dimensional positions at each of a plurality of places where shape measurement has been performed) from the acquired measurement data. Data).
The measurement sensor and the three-dimensional shape measurement means are not particularly limited as long as the outer peripheral surface of the workpiece 40 can be accurately acquired at a plurality of measurement points. For example, the stereo method may be used to detect the three-dimensional coordinates of each measurement point using two cameras, and the light cutting method of detecting the three-dimensional coordinates of each measurement point by irradiating slit light, A pattern projection method that detects the three-dimensional coordinates of each measurement point by projecting an optical pattern may be used.
本実施形態の平坦度検出装置１は、ワーク４０の平坦度として、単に凹凸の有無を検出するだけでなく、凹凸による平坦度（傾斜）変化量を検出することが可能となる。したがって、凹凸の有無だけでなく、凹凸による傾斜状態の変化により製品の品質が変わる場合における検査に適用することができる。
例えば、ワーク４０に対してフィルム５０を貼り付ける場合を例示する。図２は、ワークの一例を示す図である。図３は、ワークにフィルムを圧着した状態を示す簡易図である。
図２において、ワーク４０は、例えば、液体の供給口であり、第１部材４１及び第２部材４２の表面にフィルム５０を圧着して貼り付けることで、第１部材４１及び第２部材４２の間が封止される。
The flatness detection apparatus 1 of the present embodiment can detect not only the presence / absence of unevenness but also the amount of change in flatness (tilt) due to the unevenness as the flatness of the workpiece 40. Therefore, the present invention can be applied not only to the presence / absence of unevenness but also to the inspection in the case where the quality of the product changes due to the change in the inclination state due to the unevenness.
For example, the case where the film 50 is affixed with respect to the workpiece | work 40 is illustrated. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a workpiece. FIG. 3 is a simplified diagram showing a state in which a film is pressure-bonded to a workpiece.
In FIG. 2, a work 40 is, for example, a liquid supply port, and the first member 41 and the second member 42 are bonded by bonding the film 50 onto the surfaces of the first member 41 and the second member 42. The gap is sealed.
ここで、図３に示すように、例えば、ワーク４０の第１部材４１の表面４１０に凸部分４１１，４１２がある場合、フィルム５０をワーク４０の表面４１０に押し当てた際に、フィルム５０と第１部材４１の表面４１０との間に隙間が発生し得る。この際、図３の左側に位置する凸部分４１１とフィルム５０との隙間Ｇ１の体積と、図３の右側に位置する凸部分４１２とフィルム５０との隙間Ｇ２の体積とを比較すると、凸部分４１２の高さが凸部分４１１に比較して低いにもかかわらず、その隙間Ｇ２の体積が凸部分４１１とフィルム５０との隙間Ｇ１の体積より大きくなっている。すなわち、凸部分４１１は、なだらかな傾斜により凸部分が形成されているのに対し、凸部分４１２は、急激に傾斜して凸部分が形成される。このため、凸部分４１１とフィルム５０との隙間Ｇ１は、フィルム５０の圧着により、当該フィルム５０と凸部分４１１とが正常に圧着され、液体が漏れることがない。これに対し、凸部分４１２とフィルム５０との隙間Ｇ２は、フィルム５０が正常に圧着されず、液体が漏れることがある。
本発明は、このような課題を解決するために考え出された発明であり、急激に平坦度が変化する位置を特定するため、ワーク４０の平坦度を検出する。
Here, as shown in FIG. 3, for example, when there are convex portions 411 and 412 on the surface 410 of the first member 41 of the workpiece 40, when the film 50 is pressed against the surface 410 of the workpiece 40, A gap may occur between the surface 410 of the first member 41. At this time, when the volume of the gap G1 between the convex portion 411 located on the left side in FIG. 3 and the film 50 is compared with the volume of the gap G2 between the convex portion 412 located on the right side in FIG. Although the height of 412 is lower than that of the convex portion 411, the volume of the gap G2 is larger than the volume of the gap G1 between the convex portion 411 and the film 50. That is, the convex portion 411 is formed with a gentle slope, whereas the convex portion 412 is sharply inclined to form a convex portion. For this reason, the gap G1 between the convex portion 411 and the film 50 prevents the liquid from leaking because the film 50 and the convex portion 411 are normally crimped by the pressure bonding of the film 50. On the other hand, in the gap G2 between the convex portion 412 and the film 50, the film 50 is not normally pressed and liquid may leak.
The present invention has been conceived in order to solve such a problem, and the flatness of the workpiece 40 is detected in order to specify the position where the flatness rapidly changes.
図１に戻って、記憶部１３には、制御部２０により処理されるプログラムや、プログラムを実行するために必要な各種データ等が記憶されている。
記憶部１３に記憶される各種データとしては、三次元測定装置２から入力された計測データなどが挙げられる。
計測データは、上述したように、ワーク４０を三次元測定装置２により外周表面の形状計測を行って得られた点群データであり、ワーク４０の外周面を構築する複数の計測点を備えている。
表示部１４には、制御部２０により処理されるプログラムや、プログラムを実行することにより求められた各種情報が表示される。
Returning to FIG. 1, the storage unit 13 stores a program processed by the control unit 20, various data necessary for executing the program, and the like.
Examples of various data stored in the storage unit 13 include measurement data input from the three-dimensional measurement apparatus 2.
As described above, the measurement data is point cloud data obtained by measuring the shape of the outer peripheral surface of the workpiece 40 using the three-dimensional measuring device 2, and includes a plurality of measurement points that construct the outer peripheral surface of the workpiece 40. Yes.
The display unit 14 displays a program processed by the control unit 20 and various types of information obtained by executing the program.
制御部２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御回路により構成される。この制御部２０は、平坦度検出装置１の全体の動作を制御するＯＳ上で、記憶部１３から読み出した各種プログラムを展開して処理を実施することで、図１に示すように、点群データ取得手段２１、座標変換手段２２、高さデータ補完手段２３（ｚ座標値補完手段）、条件取得手段２４、領域設定手段２５、積分高さ算出手段２６（ｚ積分値算出手段）、平均高さ算出手段２７（平均ｚ積分値算出手段）、比較手段２８、及び表示制御手段２９として機能する。 The control unit 20 includes a control circuit such as a CPU (Central Processing Unit). The control unit 20 develops various programs read from the storage unit 13 on the OS that controls the overall operation of the flatness detection device 1, and performs processing, as shown in FIG. Data acquisition means 21, coordinate conversion means 22, height data complementing means 23 (z coordinate value complementing means), condition obtaining means 24, region setting means 25, integral height calculating means 26 (z integral value calculating means), average height It functions as a height calculating means 27 (average z integral value calculating means), a comparing means 28, and a display control means 29.
点群データ取得手段２１は、三次元測定装置２から入力された計測データ（点群データ）を取得する。なお、点群データ取得手段２１は、三次元測定装置２から入力され、記憶部１３に記憶された点群データを読み出す処理を実施してもよい。 The point cloud data acquisition unit 21 acquires measurement data (point cloud data) input from the three-dimensional measurement apparatus 2. Note that the point cloud data acquisition unit 21 may perform a process of reading the point cloud data input from the three-dimensional measurement apparatus 2 and stored in the storage unit 13.
点群データ取得手段２１により三次元測定装置２から取得された点群データは、一般に実数空間でスパース（疎ら）に存在している。このため、座標変換手段２２は、点群データ取得手段２１により得られた点群データの各計測点に対して、整数化フィルターを適用して整数化する。具体的には、点群データの各計測点（ｘ，ｙ，ｚ）のうち、ｘ座標値及びｙ座標値を整数で表すように変換する。
この整数化フィルターとしては、例えば、下記式（１）に示すような、整数化フィルターを用いることができる。
The point cloud data acquired from the three-dimensional measuring device 2 by the point cloud data acquisition unit 21 is generally sparse in the real number space. For this reason, the coordinate conversion means 22 applies an integer filter to each measurement point of the point cloud data obtained by the point cloud data acquisition means 21 to make it an integer. Specifically, among the measurement points (x, y, z) of the point group data, the x coordinate value and the y coordinate value are converted so as to be represented by integers.
As this integerization filter, for example, an integerization filter as shown in the following formula (1) can be used.
なお、座標変換手段２２は、上記式（１）に基づいて、複数の点群データが同一のｘ座標及びｙ座標に写像される場合は、写像された点群データのｚ座標値の平均値、または、メディアン値等を用いて、本発明のｚ座標代表値である高さデータｚ（ｘ，ｙ）を求める。 Note that the coordinate conversion means 22 calculates the average value of the z coordinate values of the mapped point group data when a plurality of point group data is mapped to the same x coordinate and y coordinate based on the above equation (1). Alternatively, the height data z (x, y), which is the z coordinate representative value of the present invention, is obtained using the median value or the like.
高さデータ補完手段２３は、座標変換手段２２により整数化されたｘ座標値及びｙ座標値にｘ座標が最も近い２点間のｘ座標の差が２以上、またはｙ座標が最も近い２点間のｙ座標の差が２以上である場合に、これらの２点間の間の座標及び当該座標に対するｚ座標を補完する。具体的には、高さデータ補完手段２３は、座標変換手段２２による整数化処理において、例えば、座標（ｘｉ，ｙｉ）に対応した高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）がない場合、その周囲の整数座標（ｘｉ−１，ｙｉ−１）、（ｘｉ−１，ｙｉ）、（ｘｉ−１，ｙｉ＋１）、（ｘｉ，ｙｉ−１）、（ｘｉ，ｙｉ＋１）、（ｘｉ＋１，ｙｉ−１）、（ｘｉ＋１，ｙｉ）、（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）の高さ情報に基づいて、座標（ｘｉ，ｙｉ）の高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）を補完する。 The height data complementing means 23 has two or more x-coordinate differences between two points whose x coordinates are closest to the x-coordinate values and y-coordinate values converted into integers by the coordinate converting means 22 or two points that are closest to the y-coordinates. When the difference between the y coordinates is 2 or more, the coordinates between these two points and the z coordinate with respect to the coordinates are complemented. Specifically, the height data complementing means 23, for example, when there is no height data z (xi, yi) corresponding to the coordinates (xi, yi) in the integer conversion processing by the coordinate conversion means 22, Integer coordinates (xi-1, yi-1), (xi-1, yi), (xi-1, yi + 1), (xi, yi-1), (xi, yi + 1), (xi + 1, yi-1), Based on the height information of (xi + 1, yi) and (xi + 1, yi + 1), the height data z (xi, yi) of the coordinates (xi, yi) is complemented.
条件取得手段２４は、後述する小領域の範囲を設定する設定条件を使用者の操作部１１の操作に基づく信号から取得する。なお、設定条件は、予め記憶部１３に記憶されていてもよい。
領域設定手段２５は、条件取得手段２４により取得した設定条件に基づいて、点群データを取得したワーク４０の第１部材４１における検査対象とすべき位置及び範囲である小領域（例えば、Ｐ）を設定する（図５参照）。小領域Ｐには、複数の小領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及び、Ｐ４が隣接している。
The condition acquisition unit 24 acquires a setting condition for setting a range of a small area, which will be described later, from a signal based on the operation of the operation unit 11 by the user. The setting conditions may be stored in the storage unit 13 in advance.
The area setting means 25 is a small area (for example, P) that is the position and range to be inspected in the first member 41 of the workpiece 40 that has acquired the point cloud data based on the setting condition acquired by the condition acquisition means 24. Is set (see FIG. 5). A plurality of small regions P1, P2, P3, and P4 are adjacent to the small region P.
図１に戻って、積分高さ算出手段２６は、座標変換手段２２により整数化された各ｘｙ座標に対する高さデータｚ（ｘ，ｙ）と、高さデータ補完手段２３により補完されたｘｙ座標に対する高さデータｚ（ｘ，ｙ）を用いて、原点位置から所定の座標点までの高さデータｚ（ｘ，ｙ）を積分した積分高さを算出する。
この積分高さフィルターとしては、例えば、下記式（２）に示すような、積分高さフィルターを用いることができる。
Returning to FIG. 1, the integrated height calculation means 26 includes the height data z (x, y) for each xy coordinate converted to an integer by the coordinate conversion means 22 and the xy coordinates complemented by the height data complementing means 23. An integrated height obtained by integrating the height data z (x, y) from the origin position to a predetermined coordinate point is calculated using the height data z (x, y) for.
As this integral height filter, for example, an integral height filter as shown in the following formula (2) can be used.
平均高さ算出手段２７は、積分高さ算出手段２６によって算出された各小領域（Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の積分高さ（ｚ積分値）の単位面積当たりの平均値である平均高さ（平均ｚ積分値）を算出する。この平均高さの算出は、平均高さフィルターを適用して平均高さが算出される。
この平均高さフィルターとしては、下記式（３）に示すような、平均高さフィルターを用いることができる。
The average height calculating means 27 is an average value per unit area of the integrated height (z integrated value) of each small region (P, P1, P2, P3, P4) calculated by the integrated height calculating means 26. The average height (average z integral value) is calculated. The average height is calculated by applying an average height filter.
As this average height filter, an average height filter as shown in the following formula (3) can be used.
比較手段２８は、小領域Ｐ（対象領域Ｐ）の平均高さと、この小領域Ｐに隣接する各小領域（隣接領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）のそれぞれの平均高さとを比較し、これらの平均高さの差異が、所定の閾値を超えているか否かを判定する。
なお、比較手段２８は、対象領域Ｐと各小領域（隣接領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）とのサイズ、すなわち、面積が同一であれば、平均高さではなく、積分高さを比較するようにしてもよい。
The comparison means 28 compares the average height of the small area P (target area P) with the average height of each of the small areas adjacent to the small area P (adjacent areas P1, P2, P3, P4). It is determined whether or not the average height difference exceeds a predetermined threshold value.
The comparison means 28 compares the integrated height rather than the average height if the size, that is, the area, of the target area P and each of the small areas (adjacent areas P1, P2, P3, P4) is the same. You may do it.
表示制御手段２９は、比較手段２８により比較された小領域Ｐ（対象領域Ｐ）と、この小領域Ｐに隣接する各小領域（隣接領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）とのそれぞれの平均高さの差異が、所定の閾値を超えていると判定された場合に、対象領域Ｐを表示部１４に表示させる。 The display control unit 29 determines the average height of each of the small regions P (target region P) compared by the comparison unit 28 and each of the small regions adjacent to the small region P (adjacent regions P1, P2, P3, P4). When it is determined that the difference in height exceeds a predetermined threshold, the target area P is displayed on the display unit 14.
［平坦度検出方法］
次に、上述のような平坦度検出装置の動作について図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態の平坦度検出装置１の動作を示すフローチャートである。
[Flatness detection method]
Next, the operation of the flatness detection apparatus as described above will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the flatness detection device 1 of the present embodiment.
平坦度検出装置１により、ワーク４０（ワーク４０の第１部材４１）における平坦度を検出するには、まず、ワーク４０を三次元測定装置２のステージ面に載置し、三次元測定装置２により計測データ（点群データ）を計測させる。そして、平坦度検出装置１の点群データ取得手段２１は、三次元測定装置２から入力された点群データを取得する（ステップＳ１：点群データ取得ステップ）。 In order to detect the flatness of the workpiece 40 (the first member 41 of the workpiece 40) by the flatness detecting device 1, first, the workpiece 40 is placed on the stage surface of the three-dimensional measuring device 2, and then the three-dimensional measuring device 2 is used. To measure the measurement data (point cloud data). And the point cloud data acquisition means 21 of the flatness detection apparatus 1 acquires the point cloud data input from the three-dimensional measuring apparatus 2 (step S1: point cloud data acquisition step).
そして、平坦度検出装置１の座標変換手段２２は、点群データ取得手段２１により得られた点群データの各計測点に対して、整数化フィルターを適用して整数化する（ステップＳ２：座標変換ステップ）。具体的には、このｘ座標値及びｙ座標値の整数化は、上記式（１）で示される整数化フィルターを用いてなされ、ｘ座標値及びｙ座標値の小数点以下の数値を、切り捨て（もしくは、四捨五入）することにより、ｘ座標値及びｙ座標値の整数化がなされる。
この際、変換後の座標のｚ座標値として、複数の点群データが同一のｘ座標及びｙ座標に写像される場合は、これらの点群データのｚ座標値の平均値を高さデータｚ（ｘ，ｙ）とする。なお、上述のように高さデータｚ（ｘ，ｙ）としてメディアン値等を用いてもよい。
Then, the coordinate conversion unit 22 of the flatness detection device 1 applies an integerization filter to each measurement point of the point cloud data obtained by the point cloud data acquisition unit 21 to convert it into an integer (Step S2: Coordinates). Conversion step). Specifically, the x-coordinate value and the y-coordinate value are converted into integers using the integerization filter represented by the above formula (1), and the numerical values after the decimal point of the x-coordinate value and y-coordinate value are rounded down ( Alternatively, the x coordinate value and the y coordinate value are converted into integers by rounding off.
At this time, when a plurality of point group data are mapped to the same x coordinate and y coordinate as z coordinate values of the converted coordinates, the average value of the z coordinate values of these point group data is set as height data z. Let (x, y). As described above, a median value or the like may be used as the height data z (x, y).
そして、ステップＳ２において、座標変換手段２２による整数化処理がなされた後、高さデータ補完手段２３は、ｘ座標値ｘｉ及びｙ座標値ｙｉを整数として、各座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して、高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）があるか否かを判定し、各座標（ｘｉ，ｙｉ）に対して高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）がない場合に高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）を補完する（Ｓ３）。
すなわち、座標（ｘｉ，ｙｉ）に対する高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）がないと判定された場合は、高さデータ補完手段２３は、その周囲の整数座標（ｘｉ−１，ｙｉ−１）、（ｘｉ−１，ｙｉ）、（ｘｉ−１，ｙｉ＋１）、（ｘｉ，ｙｉ−１）、（ｘｉ，ｙｉ＋１）、（ｘｉ＋１，ｙｉ−１）、（ｘｉ＋１，ｙｉ）、（ｘｉ＋１，ｙｉ＋１）の高さデータから、座標（ｘｉ，ｙｉ）に対する高さデータｚ（ｘｉ，ｙｉ）を補完する。
In step S2, after the integer conversion process is performed by the coordinate conversion unit 22, the height data complementing unit 23 sets the x coordinate value xi and the y coordinate value yi as integers for each coordinate (xi, yi). , Whether there is height data z (xi, yi), and if there is no height data z (xi, yi) for each coordinate (xi, yi), the height data z (xi, yi) ) Is complemented (S3).
That is, if it is determined that there is no height data z (xi, yi) for the coordinates (xi, yi), the height data complementing means 23 uses the surrounding integer coordinates (xi-1, yi-1), (Xi-1, yi), (xi-1, yi + 1), (xi, yi-1), (xi, yi + 1), (xi + 1, yi-1), (xi + 1, yi), (xi + 1, yi + 1) From the height data, the height data z (xi, yi) for the coordinates (xi, yi) is complemented.
ステップＳ３による処理がなされた後、平坦度検出装置１の操作部１１がユーザーにより操作されると、条件取得手段２４が当該使用者の操作に基づく信号から設定条件を取得し、領域設定手段２５がその設定条件に基づいてワーク４０の平坦度を検査すべき領域サイズ、すなわち、小領域（Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の領域面積を設定する（Ｓ４）。
なお、ステップＳ４の処理は、測定前に予め実施され、記憶部１３に記憶されていてもよい。
When the operation unit 11 of the flatness detection device 1 is operated by the user after the processing in step S3, the condition acquisition unit 24 acquires the setting condition from the signal based on the operation of the user, and the region setting unit 25 However, based on the setting condition, the region size for testing the flatness of the workpiece 40, that is, the region area of the small regions (P, P1, P2, P3, P4) is set (S4).
Note that the process of step S4 may be performed in advance before measurement and stored in the storage unit 13.
そして、領域設定手段２５は、設定条件に基づいてワーク４０の検査すべき小領域の位置を設定する（Ｓ５）。すなわち、領域設定手段２５は、ステップＳ１において取得した点群データの取得範囲をカバーしたｘｙ平面領域を、ステップＳ４の処理により設定された領域面積で、複数の小領域Ｐに分割する。
この後、積分高さ算出手段２６は、ｘｙ平面領域において、原点位置から小領域Ｐにおける頂点までの領域の積分高さを上記式（２）により算出する（Ｓ６：ｚ積分値算出ステップ）。
Then, the area setting unit 25 sets the position of the small area to be inspected of the workpiece 40 based on the setting condition (S5). That is, the region setting means 25 divides the xy plane region covering the point cloud data acquisition range acquired in step S1 into a plurality of small regions P with the region area set by the process of step S4.
Thereafter, the integrated height calculation means 26 calculates the integrated height of the region from the origin position to the apex in the small region P in the xy plane region by the above formula (2) (S6: z integral value calculating step).
図５は、ワーク凸部のｘｙ平面及び分割された小領域を示す図である。
ステップＳ６において、原点位置としては、例えば、図５における（０，０）を原点としてもよく、ステップＳ１において点群データが得られた測定範囲（ｘ１≦ｘ≦ｘ２，ｙ１≦ｙ≦ｙ２）における４頂点のいずれか（例えば点（ｘ１，ｙ１））を原点としてもよい。また、小領域Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を１つのグループとして、例えば、小領域Ｐ３における１つの頂点（ｘｐ３，ｙｐ３）を原点としてもよい。
この後、平均高さ算出手段２７は、各小領域（Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）における平均高さを、上記式（３）に基づいて、算出する（Ｓ７）。上記式（３）において、小領域の各頂点までの積分高さは、ステップＳ６により求められている。
例えば、原点位置を（０，０）とし、小領域Ｐの平均高さを算出する場合、平均高さ算出手段２７は、図５に示すように、小領域Ｐを含む点（ｘｐ２，ｙｐ２）までの積分高さ、及び点（ｘｐ１，ｙｐ２）までの積分高さを減じ、点（ｘｐ１，ｙｐ１）までの積分高さを加算する。これにより、小領域Ｐに対する積分高さが算出される。そして、この小領域に対する積分高さを小領域Ｐの面積で除することで、加減算５回及び除算１回を行うのみで、単位面積当たりの平均高さが、高速に求められる。
また、これと同様の方法により、平均高さ算出手段２７は、その他の各小領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の平均高さを算出する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the xy plane of the workpiece convex portion and the divided small regions.
In step S6, as the origin position, for example, (0, 0) in FIG. 5 may be the origin, and the measurement range (x1 ≦ x ≦ x2, y1 ≦ y ≦ y2) from which the point cloud data was obtained in step S1 Any of the four vertices in (for example, the point (x1, y1)) may be set as the origin. Further, the small areas P, P1, P2, P3, and P4 may be set as one group, and for example, one vertex (x p3 , y p3 ) in the small area P3 may be set as the origin.
Thereafter, the average height calculating means 27 calculates the average height in each small region (P, P1, P2, P3, P4) based on the above equation (3) (S7). In the above equation (3), the integrated height to each vertex of the small region is obtained in step S6.
For example, when the origin position is (0, 0) and the average height of the small region P is calculated, the average height calculating means 27, as shown in FIG. 5, the point (x p2 , y including the small region P) p2) until the integral height, and subtracting the integral height to the point (x p1, y p2), adds the integral height to the point (x p1, y p1). Thereby, the integrated height for the small region P is calculated. Then, by dividing the integrated height for this small region by the area of the small region P, the average height per unit area can be obtained at high speed only by performing addition / subtraction 5 times and division 1 time.
Moreover, the average height calculation means 27 calculates the average height of each other small area | region P1, P2, P3, P4 by the method similar to this.
そして、平坦度検出装置１の比較手段２８は、各小領域の平均高さを比較する。具体的には、比較手段２８は、評価対象である小領域（対象領域Ｐ）の平均高さと、当該対象領域Ｐに隣接する小領域（隣接領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）のそれぞれの平均高さとの差異が、記憶部１３に記憶された所定の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ７：比較ステップ）。
ステップＳ７において、平均高さの差が、所定の閾値を超えていると判定された場合（Ｓ７；Ｙｅｓ）、比較手段２８は、平坦度が低い（平坦ではない）と判定する。この場合、表示制御手段２９は、対象領域Ｐの平坦度が低い旨を表示部１４に表示させる（Ｓ８）。
And the comparison means 28 of the flatness detection apparatus 1 compares the average height of each small area. Specifically, the comparison means 28 calculates the average height of the small areas (target areas P) to be evaluated and the average of the small areas adjacent to the target areas P (adjacent areas P1, P2, P3, P4). It is determined whether or not the difference from the height exceeds a predetermined threshold stored in the storage unit 13 (S7: comparison step).
In step S7, when it is determined that the difference in average height exceeds a predetermined threshold (S7; Yes), the comparison unit 28 determines that the flatness is low (not flat). In this case, the display control means 29 displays on the display unit 14 that the flatness of the target area P is low (S8).
図６は、ワークの凸部における平坦度変化の大きさが表示部に表示される一例を示す図である。
表示制御手段２９は、図６に示すように、上記式（３）により算出した平均高さの差異の大きさ、すなわち、平坦度の急激に変化した平坦度の変化量の大きさを、例えば、図６に示すように、グレースケールで表示する。換言すれば、表示制御手段２９は、平坦度の変化量に応じて表示の濃淡を制御し、平坦度の変化量が大きいほど、濃い色で表示部１４に当該平坦度の変化量を表示させる。これにより、図６に示す画像が表示された表示部１４を視認することで、ユーザーは、領域Ｒ２より領域Ｒ１の表示色が濃いことから、直感的に、領域Ｒ１の平坦度の変化量が高いことを認識することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the magnitude of the flatness change in the convex portion of the workpiece is displayed on the display unit.
As shown in FIG. 6, the display control unit 29 determines the magnitude of the difference in average height calculated by the above formula (3), that is, the magnitude of the change amount of the flatness where the flatness has changed abruptly, for example. As shown in FIG. 6, it is displayed in gray scale. In other words, the display control unit 29 controls the display density according to the amount of change in flatness, and displays the amount of change in flatness on the display unit 14 in a darker color as the amount of change in flatness increases. . Accordingly, by visually recognizing the display unit 14 on which the image shown in FIG. 6 is displayed, the user can intuitively change the flatness of the region R1 because the display color of the region R1 is darker than the region R2. You can recognize that it is expensive.
さらに、表示制御手段２９は、平坦度の急激に変化した領域をその領域のサイズ（面積）に合わせて表示部１４に表示させる。すなわち、表示制御手段２９は、平坦度の急激に変化した平坦度の属する領域が広ければ広いほど、大きく表示させる。換言すれば、表示制御手段２９は、平坦度の変化量の属する領域のサイズ（面積）に応じて表示部１４における表示サイズ（面積）を制御し、表示部１４に当該平坦度の変化量の属する領域の面積を表示させる。これにより、図６に示す画像が表示された表示部１４を視認することで、ユーザーは、領域Ｒ２より領域Ｒ１の面積が大きいことから、直感的に、領域Ｒ１の平坦度の変化量が急激に変化する領域の広さを認識することができる。 Further, the display control unit 29 causes the display unit 14 to display a region in which the flatness changes rapidly in accordance with the size (area) of the region. In other words, the display control unit 29 displays a larger size as the area to which the flatness whose sharpness has changed rapidly is larger. In other words, the display control unit 29 controls the display size (area) in the display unit 14 in accordance with the size (area) of the region to which the flatness change amount belongs, and the display unit 14 controls the flatness change amount. The area of the area to which it belongs is displayed. Accordingly, by visually recognizing the display unit 14 on which the image illustrated in FIG. 6 is displayed, the user intuitively has a sudden change in the flatness of the region R1 because the region R1 has a larger area than the region R2. It is possible to recognize the width of the region that changes to the point.
一方、ステップＳ７において、対象領域Ｐの平均高さと隣接領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のそれぞれの平均高さとの差異が、記憶部１３に記憶された所定の閾値を超えていないと判定された場合（Ｓ７；Ｎｏ）、及びステップＳ８における処理がなされた後に、平坦度検出装置１の制御部２０は、対象領域の変更が終了したか否かを判定する（Ｓ９）。具体的には、制御部２０は、ユーザーの操作部１１の操作により、ワーク４０の検査位置の変更がなされたか否かを判定する。これにより、対象領域の変更が終了していないと判定された場合（Ｓ９；Ｎｏ）、すなわち、ワーク４０の全ての領域において平坦度が検出されていない場合、平坦度検出装置１の制御部２０は、ワーク４０の全ての領域の平坦度の検出が終了するまで、上記ステップＳ５〜Ｓ８の処理を繰り返す。 On the other hand, in step S7, it is determined that the difference between the average height of the target area P and the average height of each of the adjacent areas P1, P2, P3, P4 does not exceed the predetermined threshold value stored in the storage unit 13. In the case (S7; No), and after the processing in step S8 is performed, the control unit 20 of the flatness detection device 1 determines whether or not the change of the target region has ended (S9). Specifically, the control unit 20 determines whether or not the inspection position of the workpiece 40 has been changed by the operation of the operation unit 11 by the user. Thereby, when it determines with the change of the object area | region not being complete | finished (S9; No), ie, when flatness is not detected in all the area | regions of the workpiece | work 40, the control part 20 of the flatness detection apparatus 1 Repeats the processes of steps S5 to S8 until the detection of the flatness of all areas of the workpiece 40 is completed.
一方、ステップＳ９において、対象領域の変更が終了したと判定されると（Ｓ９；Ｙｅｓ）、平坦度検出装置１の制御部２０は、対象領域サイズの変更が終了したか否かを判定する（Ｓ１０）。具体的には、制御部２０は、ユーザーの操作部１１の操作により、ステップＳ４において設定されたワーク４０の平坦度を検査すべき領域サイズの変更が必要か否かを判定する。これにより、例えば、ステップＳ５〜Ｓ８の処理において、表示部１４に表示された平坦度の差異が所定の閾値を超えていると判定された範囲を、改めて以前ステップＳ４により設定された対象領域の面積を小さく設定して、平坦度検出を行いたいと考えている場合、ユーザーは、操作部１１を操作し、対象領域サイズの変更を選択する。このようなユーザーによる操作部１１の操作がなされると、制御部２０は、対象領域サイズの変更が終了していないと判定し（Ｓ１０；Ｎｏ）、ステップＳ４〜Ｓ９の処理を繰り返す。 On the other hand, when it is determined in step S9 that the change of the target area has been completed (S9; Yes), the control unit 20 of the flatness detection device 1 determines whether or not the change of the target area size has been completed ( S10). Specifically, the control unit 20 determines whether or not it is necessary to change the region size to be inspected for the flatness of the workpiece 40 set in step S4 by the operation of the operation unit 11 by the user. Thereby, for example, in the processing of steps S5 to S8, the range in which it is determined that the difference in flatness displayed on the display unit 14 exceeds a predetermined threshold is the range of the target area previously set in step S4. When the user wants to detect the flatness by setting the area small, the user operates the operation unit 11 and selects the change of the target region size. When such operation of the operation unit 11 by the user is performed, the control unit 20 determines that the change of the target area size has not been completed (S10; No), and repeats the processes of steps S4 to S9.
一方、ステップＳ１０により、注目領域サイズの変更が終了したと判定されると（Ｓ１０；Ｙｅｓ）、平坦度検出装置１の制御部２０は、平坦度検出処理を終了する。すなわち、ユーザーが所望の対象領域のサイズにて、検査すべき領域の平坦度を全て検出し、これ以上の平坦度検出を必要としない場合に、平坦度検出処理を終了させる。具体的には、ユーザーにより平坦度検出処理を終了させる操作が操作部１１に対してなされた場合に、平坦度検出装置１の平坦度検出処理が完了する。 On the other hand, when it is determined in step S10 that the change of the attention area size has ended (S10; Yes), the control unit 20 of the flatness detection device 1 ends the flatness detection processing. That is, when the user detects all the flatnesses of the region to be inspected with the desired size of the target region and does not require further flatness detection, the flatness detection processing is terminated. Specifically, when the user performs an operation for ending the flatness detection process on the operation unit 11, the flatness detection process of the flatness detection device 1 is completed.
［本実施形態の平坦度検出装置による検査結果］
次に、図２に示したようなワーク４０に対する平坦度検出結果について説明する。上述したように、ワーク４０は、第１部材４１及び第２部材４２にフィルム５０を圧着させるため、圧着時に隙間が生じないよう、第１部材４１及び第２部材４２の表面における平坦度を検出する必要がある。
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態の平坦度検出装置により検出されたワークの凸部の平坦度（高さ変化量）の一例を示す図である。
これらの図７（Ａ）〜（Ｄ）において、ｘ軸は、ワーク４０の第１部材４１の表面４１０の幅方向を示し、ｚ軸は、ワーク４０の第１部材４１の表面４１０の高さ変化量（例えば、積分高さの変化量）を示している。また、図７（Ａ）〜（Ｄ）におけるワーク４０の第１部材４１の表面４１０の幅方向は、一定の幅ごとの各小領域に区分けされている。
[Inspection result by flatness detection apparatus of this embodiment]
Next, the flatness detection result for the workpiece 40 as shown in FIG. 2 will be described. As described above, since the work 40 causes the film 50 to be crimped to the first member 41 and the second member 42, the flatness on the surfaces of the first member 41 and the second member 42 is detected so that no gap is generated during the crimping. There is a need to.
FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating an example of the flatness (height change amount) of the convex portion of the workpiece detected by the flatness detection device of the present embodiment.
7A to 7D, the x axis indicates the width direction of the surface 410 of the first member 41 of the workpiece 40, and the z axis indicates the height of the surface 410 of the first member 41 of the workpiece 40. The amount of change (for example, the amount of change in the integrated height) is shown. In addition, the width direction of the surface 410 of the first member 41 of the workpiece 40 in FIGS. 7A to 7D is divided into small regions for each constant width.
図７（Ａ）において、急激に積分高さが変化する位置は、変化量のピークとなるＴ１の頂点から所定の幅、離れた両側の位置までの小領域Ｐ６及び小領域Ｐ７である。この小領域Ｐ６を対象領域とした場合、対象領域Ｐ６の平均高さと対象領域Ｐ６に隣接する小領域Ｐ５の平均高さとの差異Δ１は、予め設定された所定の閾値Δα（例えば、フィルム５０を確実に圧着できる限度内の変化量）よりも大きい。また、小領域Ｐ７を対象領域とした場合、対象領域Ｐ７の平均高さと対象領域Ｐ７に隣接する小領域Ｐ８の平均高さとの差異Δ２は、所定の閾値Δαよりも大きい。このような場合、平坦度検出装置１の表示制御手段２９は、表示部１４に小領域Ｐ６及び小領域Ｐ７を表示させる。これにより、使用者は、表示部１４を視認することにより、小領域Ｐ６及び小領域Ｐ７に対応するワーク４０の部分とフィルム５０との正常な圧着が望めないことを認識できる。 In FIG. 7A, the positions at which the integrated height suddenly changes are the small areas P6 and P7 from the apex of T1, which is the peak of the amount of change, to positions on both sides separated by a predetermined width. When the small area P6 is set as the target area, the difference Δ1 between the average height of the target area P6 and the average height of the small area P5 adjacent to the target area P6 is a predetermined threshold value Δα (for example, the film 50). It is larger than the amount of change within the limit that can be reliably crimped. When the small area P7 is the target area, the difference Δ2 between the average height of the target area P7 and the average height of the small area P8 adjacent to the target area P7 is larger than a predetermined threshold value Δα. In such a case, the display control unit 29 of the flatness detection device 1 causes the display unit 14 to display the small area P6 and the small area P7. Thereby, the user can recognize that the normal crimping | bonding of the part of the workpiece | work 40 corresponding to the small area | region P6 and the small area | region P7 and the film 50 cannot be expected by visually recognizing the display part 14. FIG.
図７（Ｂ）において、積分高さの変化量の高低差は、図７（Ａ）の積分高さの変化量の高低差より大きい。しかし、平均高さの変化が図７（Ａ）の小領域Ｐ６及び小領域Ｐ７に比較して急激ではないため、各小領域を対象領域とし、平坦度の検出を行った場合であっても、当該対象領域の平均高さと対象領域に隣接する小領域の平均高さとの差は、所定の閾値Δαより小さい。このような場合、平坦度検出装置１の制御部２０の比較手段２８は、平坦であると判定するので、表示制御手段２９による各小領域の表示部１４への表示がなされない。これにより、使用者は、表示部１４に各小領域が表示されないことを受けて、ワーク４０とフィルム５０とが正常に圧着されることを認識できる。
図７（Ｃ）において、積分高さの変化量の高低差は、極めて小さい。さらに、各小領域を対象領域とし、平坦度の検出を行った場合であっても、当該対象領域の平均高さと対象領域に隣接する小領域の平均高さとの差は、所定の閾値Δαより小さい。このような場合、図７（Ｂ）に示す場合と同様に、平坦度検出装置１の制御部２０の比較手段２８は、平坦であると判定するので、表示制御手段２９による各小領域の表示部１４への表示がなされない。これにより、使用者は、表示部１４に各小領域が表示されないことを受けて、ワーク４０とフィルム５０とが正常に圧着されることを認識できる。
In FIG. 7B, the difference in height of the change amount of the integrated height is larger than the difference in height of the change amount of the integrated height in FIG. However, since the change in average height is not abrupt as compared with the small regions P6 and P7 in FIG. 7A, even if each small region is set as a target region and flatness is detected. The difference between the average height of the target area and the average height of the small area adjacent to the target area is smaller than a predetermined threshold value Δα. In such a case, since the comparison unit 28 of the control unit 20 of the flatness detection apparatus 1 determines that the flatness is flat, the display control unit 29 does not display each small region on the display unit 14. Thereby, the user can recognize that the workpiece 40 and the film 50 are normally crimped in response to the fact that each small area is not displayed on the display unit 14.
In FIG. 7C, the difference in height of the change amount of the integrated height is extremely small. Furthermore, even when each small region is set as a target region and flatness is detected, the difference between the average height of the target region and the average height of the small regions adjacent to the target region is based on a predetermined threshold Δα. small. In such a case, as in the case shown in FIG. 7B, the comparison means 28 of the control unit 20 of the flatness detection apparatus 1 determines that the flatness is flat, so that the display control means 29 displays each small area. No display on part 14 is made. Thereby, the user can recognize that the workpiece 40 and the film 50 are normally crimped in response to the fact that each small area is not displayed on the display unit 14.
図７（Ｄ）において、積分高さの変化量の高低差は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）における積分高さの変化量の高低差より小さい。しかし、平均高さ変化量の変化が急激であり、その位置は、変化量のピークとなるＴ２の属する小領域Ｐ１０である。この小領域Ｐ１０を対象領域とした場合、対象領域Ｐ１０の平均高さと対象領域Ｐ１０に隣接する小領域Ｐ９の平均高さとの差異Δ３は、所定の閾値Δαよりも大きい。また、対象領域Ｐ１０の平均高さと対象領域Ｐ１０に隣接する小領域Ｐ１１の平均高さとの差異Δ４は、所定の閾値Δαよりも大きい。このような場合、平坦度検出装置１の表示制御手段２９は、表示部１４に小領域Ｐ１０を表示させる。これにより、使用者は、表示部１４を視認することにより、小領域Ｐ１０に対応するワーク４０の部分とフィルム５０との正常な圧着が望めないことを認識できる。 In FIG. 7D, the height difference of the change amount of the integrated height is smaller than the height difference of the change amount of the integrated height in FIGS. 7A and 7B. However, the change in the average height change amount is abrupt, and the position thereof is a small region P10 to which T2 that is the peak of the change amount belongs. When this small area P10 is set as the target area, the difference Δ3 between the average height of the target area P10 and the average height of the small area P9 adjacent to the target area P10 is larger than a predetermined threshold value Δα. Further, the difference Δ4 between the average height of the target area P10 and the average height of the small area P11 adjacent to the target area P10 is larger than a predetermined threshold value Δα. In such a case, the display control means 29 of the flatness detection device 1 causes the display unit 14 to display the small area P10. Thereby, the user can recognize that the normal crimping | bonding of the part of the workpiece | work 40 corresponding to the small area | region P10 and the film 50 cannot be expected by visually recognizing the display part 14. FIG.
［本実施形態の作用効果］
上記のように、本実施形態の平坦度検出装置１及び平坦度検出方法では、座標変換手段２２によりｘ座標値及びｙ座標値を整数化するため、ｘ座標値及びｙ座標値を実測値のまま用いる場合等に比較して、積分高さを算出する時間が短縮化される。例えば、検出された（ｘ，ｙ）座標が、（1.1，1.3）、（1.4，1.2）の場合、これらの２つの座標が整数化されると、いずれも（1，1）となり、そのｚ座標代表値を用いるので、結果として計算に用いる座標数を減少させることができる。
また、各小領域Ｐの積分高さを算出し、これらの各小領域における積分高さを比較する。これにより、物体表面の凹凸の有無や凹凸による高さの変化量を検出することができる。すなわち、本実施形態では、各小領域（Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の高さデータｚ（ｘ，ｙ）の積分高さを算出するだけでよく、測定点を詳細に設定する等の必要もないので、処理時間を短縮できる。さらに、本発明では、各小領域（Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）のｚ座標代表値の積分高さを比較することにより（対象領域Ｐ及び隣接領域Ｐ１〜Ｐ４の領域サイズが同一の場合）、物体表面の凹凸の変化、すなわち、物体表面の平坦度の変化があった位置を容易に検出できる。この際、上記のように、各小領域の積分高さを算出する手法では、その算出に係る時間が短く、高速で物体表面の平坦度を検出できる。
[Operational effects of this embodiment]
As described above, in the flatness detection device 1 and the flatness detection method of the present embodiment, the x coordinate value and the y coordinate value are converted into integers by the coordinate conversion means 22, so that the x coordinate value and the y coordinate value are converted into actual measurement values. Compared with the case of using it as it is, the time for calculating the integrated height is shortened. For example, when the detected (x, y) coordinates are (1.1, 1.3) and (1.4, 1.2), when these two coordinates are converted into integers, both become (1, 1), and the z Since the coordinate representative value is used, the number of coordinates used for the calculation can be reduced as a result.
Further, the integrated height of each small region P is calculated, and the integrated heights of these small regions are compared. Thereby, the presence or absence of unevenness on the surface of the object and the amount of change in height due to the unevenness can be detected. That is, in this embodiment, it is only necessary to calculate the integrated height of the height data z (x, y) of each small region (P, P1, P2, P3, P4), and the measurement points are set in detail. Therefore, the processing time can be shortened. Furthermore, in the present invention, by comparing the integrated heights of the z coordinate representative values of the small regions (P, P1, P2, P3, P4) (the region size of the target region P and the adjacent regions P1 to P4 are the same). ), The position where the unevenness of the object surface, that is, the change of the flatness of the object surface can be easily detected. At this time, as described above, in the method of calculating the integrated height of each small region, the time required for the calculation is short, and the flatness of the object surface can be detected at high speed.
また、本実施形態の平坦度検出装置１は、平均高さ算出手段２７により、対象領域Ｐ及び隣接領域Ｐ１〜Ｐ４の積分高さの単位面積当たりの平均値である平均高さを算出する。これにより、対象領域Ｐと隣接領域Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれとの面積が異なった場合であっても、正確に物体表面における対象領域Ｐと隣接領域Ｐ１〜Ｐ４の凹凸の変化を検出できる。 Moreover, the flatness detection apparatus 1 of this embodiment calculates the average height which is the average value per unit area of the integrated height of the object area | region P and the adjacent area | regions P1-P4 by the average height calculation means 27. FIG. Thereby, even when the areas of the target region P and the adjacent regions P1 to P4 are different, it is possible to accurately detect the unevenness of the target region P and the adjacent regions P1 to P4 on the object surface.
さらに、本実施形態の平坦度検出装置１では、比較手段２８により対象領域Ｐの平均高さと隣接領域Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれの平均高さとの差異が、所定の閾値を超えているか否かが判定され、当該差異が所定の閾値を超えている場合には、対象領域Ｐが表示制御手段２９により表示部１４に表示される。これにより、使用者が表示部１４を視認することにより、ワーク４０表面の凹凸の変化、すなわち、ワーク４０表面における平坦度が変化した位置を容易に認識することができる。 Furthermore, in the flatness detection apparatus 1 of the present embodiment, the comparison unit 28 determines whether or not the difference between the average height of the target area P and the average height of each of the adjacent areas P1 to P4 exceeds a predetermined threshold value. If the difference exceeds a predetermined threshold value, the target area P is displayed on the display unit 14 by the display control means 29. Thereby, when the user visually recognizes the display unit 14, it is possible to easily recognize a change in unevenness on the surface of the work 40, that is, a position where the flatness on the surface of the work 40 has changed.
さらに、座標変換手段２２により整数化されたｘ座標値及びｙ座標値に最も近い座標がない場合に、当該座標、及びその座標における高さデータｚ（ｘ，ｙ）が補完される。これにより、積分高さ算出手段２６がこれらの補完されたｚ座標代表値を用いて算出されるべき積分高さを補完するので、正確にワーク４０表面の凹凸の変化、すなわち、ワーク４０表面の平坦度が変化した位置を認識することができる。 Further, when there is no coordinate closest to the x coordinate value and the y coordinate value converted into integers by the coordinate conversion means 22, the coordinate and the height data z (x, y) at the coordinate are complemented. As a result, the integrated height calculation means 26 supplements the integrated height to be calculated using these complemented z coordinate representative values, so that the unevenness of the surface of the workpiece 40 can be accurately changed, that is, the surface of the workpiece 40 can be accurately detected. The position where the flatness has changed can be recognized.
また、本実施形態の平坦度検出装置１では、小領域（対象領域Ｐ）の範囲を設定する設定条件を取得する条件取得手段２４と、取得した設定条件に応じて対象領域Ｐの範囲を設定する領域設定手段２５とを備えているので、例えば使用者により入力された設定条件に基づいて、算出すべき小領域を所望の範囲に設定することができる。これにより、使用者は、例えば、大まかな対象領域Ｐにおける平坦度を検出した後、物体表面の積分高さ（平均高さ）の変化量が大きいと判定された部分を対象領域として設定し、再度、設定した対象領域内の平坦度を検出することができる。すなわち、平坦度の検出を必要としない範囲（領域）については、再度その領域を含む範囲の平坦度の検出をする必要が無いので、より平坦度の検出を高速化することができる。 Further, in the flatness detection apparatus 1 of the present embodiment, the condition acquisition unit 24 that acquires the setting condition for setting the range of the small area (target area P), and the range of the target area P is set according to the acquired setting condition. Therefore, the small area to be calculated can be set to a desired range based on, for example, a setting condition input by the user. Thereby, for example, after detecting the flatness in the rough target area P, the user sets, as the target area, a portion that is determined to have a large amount of change in the integrated height (average height) of the object surface, The flatness in the set target area can be detected again. That is, for a range (region) that does not require flatness detection, it is not necessary to detect the flatness of a range that includes the region again, so that the flatness detection can be further accelerated.
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、ワーク４０の第１部材４１に対して平坦度検出を実施する例を示したが、ワーク４０のその他の面、例えば、第２部材４２の平坦度検出においても同様の処理を用いて検出することができる。さらに、フィルム５０をワーク４０に圧着させる際に用いたが、これに限らず、平坦度を検出する必要がある物体であれば、如何なる物体の平坦度を検出するようにしてもよい。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the example in which the flatness detection is performed on the first member 41 of the workpiece 40 has been described. However, the same applies to the detection of the flatness of other surfaces of the workpiece 40, for example, the second member 42. It can be detected using a process. Furthermore, although it was used when the film 50 was pressure-bonded to the workpiece 40, the present invention is not limited to this, and the flatness of any object may be detected as long as the flatness needs to be detected.
また、三次元測定装置２として、ステレオ法や光切断法、パターン投影法などの非接触型の三次元計測データを取得可能な例を示したが、これに限られず、例えばプローブをワーク４０の表面に接触させてワーク４０の外形形状を計測する接触型の三次元測定装置を用いてもよい。 Moreover, although the example which can acquire non-contact-type three-dimensional measurement data, such as a stereo method, a light cutting method, and a pattern projection method, was shown as the three-dimensional measuring apparatus 2, it is not restricted to this, For example, a probe is used for the workpiece 40. A contact-type three-dimensional measuring apparatus that measures the outer shape of the workpiece 40 by contacting the surface may be used.
また、領域設定手段２５により設定される小領域（対象領域Ｐ）と当該対象領域Ｐに隣接する隣接領域Ｐ１〜Ｐ４との平均高さを比較手段２８により比較することとしたが、これに限られない。例えば、対象領域Ｐの平均高さと対象領域Ｐに隣接しない小領域の平均高さとを比較手段２８により比較するようにしてもよい。 Further, although the average height of the small area (target area P) set by the area setting means 25 and the adjacent areas P1 to P4 adjacent to the target area P is compared by the comparison means 28, the present invention is not limited to this. I can't. For example, the average height of the target area P and the average height of a small area not adjacent to the target area P may be compared by the comparison unit 28.
さらに、表示制御手段２９は、対象領域Ｐの平均高さと隣接領域Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれの平均高さとの差異が、所定の閾値を超えた際に、対象領域Ｐを表示部１４に表示させることとしたが、これに限られない。例えば、対象領域Ｐと所定の閾値を超えた平均高さの属する隣接領域Ｐ１〜Ｐ４のいずれかの領域との両領域を表示部１４に表示させるようにしてもよいし、当該所定の閾値を超えた平均高さの属する隣接領域Ｐ１〜Ｐ４のいずれかの領域のみを表示部１４に表示させるようにしてもよい。 Further, the display control unit 29 causes the display unit 14 to display the target area P when the difference between the average height of the target area P and the average height of each of the adjacent areas P1 to P4 exceeds a predetermined threshold. However, it is not limited to this. For example, the display unit 14 may display both areas of the target area P and any of the adjacent areas P1 to P4 to which the average height exceeding the predetermined threshold belongs, and the predetermined threshold may be set to Only any one of the adjacent regions P1 to P4 to which the average height exceeding the range belongs may be displayed on the display unit 14.
さらに、表示制御手段２９は、平坦度の変化量に応じて表示の濃淡を制御し、平坦度の変化量が大きいほど、濃い色で表示部１４に当該平坦度の変化量を表示させることとしたが、これに限られない。例えば、表示部１４がカラー表示に対応する液晶である場合には、平坦度の変化量が大きいほど暖色系の色で表示し、平坦度の変化量が小さいほど寒色系の色で表示するようにしてもよい。これによれば、表示部１４を視認することで、使用者は、さらに直感的に、平坦度の変化量が高い位置を認識することができる。 Furthermore, the display control means 29 controls the display shade according to the amount of change in flatness, and displays the amount of change in flatness on the display unit 14 in a darker color as the amount of change in flatness is larger. However, it is not limited to this. For example, when the display unit 14 is a liquid crystal compatible with color display, the larger the amount of change in flatness, the warmer color is displayed, and the smaller the amount of flatness change is, the colder color is displayed. It may be. According to this, by visually recognizing the display unit 14, the user can more intuitively recognize a position where the amount of change in flatness is high.
なお、比較手段２８において使用される閾値は、ユーザーにより適宜設定される閾値を用いてもよく、また、予め設定された閾値を用いてもよいこととしたが、例えば、制御部２０が記憶部１３に比較手段２８により比較される小領域（対象領域Ｐ）の平均高さと、この小領域Ｐに隣接する他の小領域（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）のそれぞれの平均高さとの差異における所定の閾値を記憶させる閾値記憶手段を設けることとしてもよい。
なお、所定の閾値は、領域設定手段２５により設定された小領域（対象領域Ｐ）の面積に対応して定められる。例えば、対象領域Ｐの面積が大きければ大きいほど、閾値はそれに応じて大きく設定され、対象領域Ｐの面積が小さければ小さいほど、閾値はそれに応じて小さく設定される。ただし、具体的な小領域Ｐの面積と閾値は、平坦度を検出すべき物体とフィルムの材質、圧着方法により適宜決定され、前述の基準に限られない。
Note that the threshold value used in the comparison unit 28 may be a threshold value appropriately set by the user, or may be a preset threshold value. For example, the control unit 20 stores the storage unit. 13 in the difference between the average height of the small area (target area P) compared by the comparison means 28 and the average height of the other small areas (P1, P2, P3, P4) adjacent to the small area P. Threshold storage means for storing a predetermined threshold may be provided.
The predetermined threshold value is determined corresponding to the area of the small region (target region P) set by the region setting means 25. For example, the larger the area of the target region P, the larger the threshold value is set accordingly. The smaller the area of the target region P is, the smaller the threshold value is set accordingly. However, the specific area and threshold value of the small region P are determined as appropriate depending on the object whose film should be detected, the material of the film, and the pressure bonding method, and are not limited to the above-mentioned criteria.
以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形及び改良を加えることができるものである。 Although the best configuration for carrying out the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to this. That is, the present invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments described above without departing from the scope of the technical idea and object of the present invention. Various modifications and improvements can be made by a trader.
１…平坦度検出装置、２…三次元測定装置、１１…操作部、１３…記憶部、１４…表示部、２０…制御部、２１…点群データ取得手段、２２…座標変換手段、２３…高さデータ補完手段（ｚ座標値補完手段）、２４…条件取得手段、２５…領域設定手段、２６…積分高さ算出手段（ｚ積分値算出手段）、２７…平均高さ算出手段（平均ｚ積分値算出手段）、２８…比較手段、２９…表示制御手段、４０…ワーク（物体） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flatness detection apparatus, 2 ... Three-dimensional measuring apparatus, 11 ... Operation part, 13 ... Memory | storage part, 14 ... Display part, 20 ... Control part, 21 ... Point cloud data acquisition means, 22 ... Coordinate conversion means, 23 ... Height data complementing means (z coordinate value complementing means), 24... Condition acquisition means, 25... Region setting means, 26... Integrated height calculating means (z integral value calculating means), 27. Integral value calculating means), 28 ... comparing means, 29 ... display control means, 40 ... work (object)
Claims (5)
前記点群データにおける前記三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）のうちｘ座標値及びｙ座標値を整数化し、各ｘ，ｙ座標値に対するｚ座標代表値を算出する座標変換手段と、
ｘｙ平面領域を分割した複数の小領域に対し前記ｚ座標代表値を積分したｚ積分値を算出するｚ積分値算出手段と、
前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出手段と、
所定の前記小領域の前記平均ｚ積分値と当該所定の小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較する比較手段と、を備えることを特徴とする平坦度検出装置。 The point cloud data is obtained from a three-dimensional measuring device that measures the shape of three-dimensional positions (x, y, z) at a plurality of locations on the object surface and generates point cloud data constructed by the three-dimensional positions at the plurality of locations. Point cloud data acquisition means for acquiring;
Coordinate conversion means for converting x coordinate values and y coordinate values of the three-dimensional position (x, y, z) in the point cloud data into integers and calculating z coordinate representative values for the respective x, y coordinate values;
z integral value calculating means for calculating a z integral value obtained by integrating the z coordinate representative value with respect to a plurality of small areas obtained by dividing the xy plane area;
Average z integral value calculating means for calculating an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small region;
Flatness detecting apparatus characterized by comprising a comparison means for comparing the average z integral value of the small areas adjacent to the predetermined the average z integral value and the predetermined small region of the small region.
表示部と、
前記所定の小領域と当該所定の小領域に隣接する小領域との前記平均ｚ積分値の差が所定の閾値を超えている場合に、前記所定の小領域を前記表示部に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする平坦度検出装置。 The flatness detecting device according to claim 1 ,
A display unit;
Display control for displaying the predetermined small area on the display unit when a difference between the average z integral values of the predetermined small area and the small area adjacent to the predetermined small area exceeds a predetermined threshold And a flatness detecting device.
前記座標変換手段による整数化後にｘ座標が最も近い２点間のｘ座標の差が２以上、またはｙ座標が最も近い２点間のｙ座標の差が２以上である場合に、これらの２点間の間の座標及び当該座標に対するｚ座標を補完するｚ座標値補完手段を備え、
前記ｚ積分値算出手段は、前記ｚ座標値補完手段により補完されたｚ座標値を用いて前記小領域における前記ｚ積分値を算出することを特徴とする平坦度検出装置。 In the flatness detecting device according to claim 1 or 2 ,
When the difference between the x coordinates between the two points closest to the x coordinate after conversion into an integer by the coordinate conversion means is 2 or more, or the difference between the y coordinates between the two points closest to the y coordinate is 2 or more, these 2 Z-coordinate value complementing means for complementing the coordinates between points and the z-coordinate relative to the coordinates,
The flatness detecting device according to claim 1, wherein the z integral value calculating means calculates the z integral value in the small region using the z coordinate value supplemented by the z coordinate value complementing means.
前記小領域の範囲を設定する設定条件を取得する条件取得手段と、
取得した前記設定条件に応じて前記小領域の範囲を設定する領域設定手段と、を備えることを特徴とする平坦度検出装置。 In the flatness detection apparatus in any one of Claims 1-3 ,
Condition acquisition means for acquiring a setting condition for setting the range of the small area;
A flatness detection apparatus comprising: an area setting unit configured to set a range of the small area according to the acquired setting condition.
前記点群データにおける前記三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）のうちｘ座標値及びｙ座標値を整数化し、各ｘ，ｙ座標値に対するｚ座標代表値を算出する座標変換ステップと、
ｘｙ平面領域を分割した複数の小領域に対し前記ｚ座標代表値を積分したｚ積分値を算出するｚ積分値算出ステップと、
前記小領域の前記ｚ積分値の単位面積当たりの平均値である平均ｚ積分値を算出する平均ｚ積分値算出ステップと、
所定の前記小領域の前記平均ｚ積分値と当該所定の小領域に隣接する小領域の前記平均ｚ積分値とを比較する比較ステップと、を実施することを特徴とする平坦度検出方法。 The point cloud data is obtained from a three-dimensional measuring device that measures the shape of three-dimensional positions (x, y, z) at a plurality of locations on the object surface and generates point cloud data constructed by the three-dimensional positions at the plurality of locations. A point cloud data acquisition step to be acquired;
A coordinate conversion step of converting x coordinate values and y coordinate values of the three-dimensional position (x, y, z) in the point cloud data into integers and calculating z coordinate representative values for the x, y coordinate values;
a z-integral value calculating step for calculating a z-integral value obtained by integrating the z-coordinate representative values for a plurality of small regions obtained by dividing the xy plane region;
An average z integral value calculating step of calculating an average z integral value that is an average value per unit area of the z integral value of the small region;
Flatness detection method which comprises carrying out a comparison step of comparing the average z integral value of the small areas adjacent to the predetermined the average z integral value and the predetermined small region of the small region.
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