JP6530287B2 - 硬さ試験機及び硬さ試験方法 - Google Patents
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Description
また、上記従来の硬さ試験の流れでは、オペレータが主体となる処理とCPUが主体となる処理とが混在しているため、やはり使い勝手が悪く、作業効率が悪いという問題がある。
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
測定対象の試料を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の画像データを取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された試料の画像データに対し、前記試料に基づいて選択されたパターン画像を利用してパターンサーチ処理を行い、前記パターン画像と一致する画像の位置を特定するパターンサーチ手段と、
前記パターンサーチ手段により特定された画像の位置に基づいて、前記試料の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された硬さ測定位置に基づいて前記試料に硬さ試験を実行し、当該試料の硬さを測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする。
前記パターン画像に対して前記試料の輪郭検出の始点及び終点、並びに前記試料の硬さ測定位置を設定した試験情報を記憶する記憶手段を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記パターンサーチ手段により特定された画像の位置と、前記記憶手段に記憶された試験情報と、に基づいて、前記試料の輪郭を抽出し、
前記算出手段は、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭と、前記記憶手段に記憶された試験情報と、に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出することを特徴とする。
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機の硬さ試験方法において、
測定対象の試料を撮像する撮像手段により撮像された試料の画像データを取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得された試料の画像データに対し、前記試料に基づいて選択されたパターン画像を利用してパターンサーチ処理を行い、前記パターン画像と一致する画像の位置を特定するパターンサーチ工程と、
前記パターンサーチ工程で特定された画像の位置に基づいて、前記試料の輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、
前記輪郭抽出工程で抽出された輪郭に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された硬さ測定位置に基づいて前記試料に硬さ試験を実行し、当該試料の硬さを測定する測定工程と、
を含む硬さ試験方法である。
即ち、CCDカメラ12は、本発明の撮像手段として機能する。
XYステージ3は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部(図示省略)により駆動され、試料台2を圧子14aの移動方向(Z方向)に垂直な方向(X,Y方向)に移動させる。
AFステージ4は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動され、CCDカメラ12が撮像した画像データに基づき試料台2を微細に昇降させることで、試料Sの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部5は、制御部6が出力する制御信号に応じて駆動され、試料台2(XYステージ3、AFステージ4)をZ方向に移動させることで、試料台2と対物レンズ15との間の相対距離を変化させる。
具体的には、操作部7は、オペレータが、くぼみの合焦位置を決定する条件を選択する操作を受け付ける。
また、操作部7は、オペレータが、試料台2(昇降機構部5及びAFステージ4)の移動する範囲(試料台2と対物レンズ15との間の相対距離の範囲)を指定する操作を受け付ける。
また、操作部7は、オペレータが、硬さ試験機100による硬さ試験を実施する際の試験条件値を入力する操作を受け付ける。入力された試験条件値は、制御部6に送信される。ここで、試験条件値とは、例えば、試料Sの材質、圧子14aにより試料Sに負荷される試験力(N)、対物レンズ15の倍率、等の値である。
また、操作部7は、オペレータが、くぼみの合焦位置の決定を手動で行う手動モード又は自動で行う自動モードの何れかを選択する操作を受け付ける。
また、操作部7は、オペレータが、硬さ試験を実施する際の試験位置をプログラミングする操作を受け付ける。
RAM62は、CPU61により実行された処理プログラム等をRAM62内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
記憶部63は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体(図示省略)を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部63は、CPU61が硬さ試験機100全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
また、記憶部63は、試料S(本実施形態では、各試験試料A1、B1、A2、B2)に基づいて選択されたパターン画像に対して試料Sの輪郭検出の始点及び終点、並びに試料Sの硬さ測定位置を設定した試験情報を記憶する。
まず、オペレータは、図7及び図8に示す硬さ試験処理の前段階として、試料Sのパターン画像を作成し登録する処理を行う。登録されたパターン画像は、記憶部63に記憶される。なお、この処理は、硬さ試験処理の最初に行うようにしてもよい。
まず、硬さ試験処理において、オペレータを主体として行われる処理を、図7のフローチャートを参照して説明する。
これらの情報は、試料S(本実施形態では、各試験試料A1、B1、A2、B2)に基づいて選択されたパターン画像に対して試料Sの輪郭検出の始点及び終点、並びに試料Sの硬さ測定位置を設定した試験情報として、記憶部63に記憶される。
なお、ステップS102〜ステップS105の処理に関しては、図7に示す処理の前段階で、設定ファイル(試験情報)を作成する処理として行うようにしてもよい。
次に、CPU61は、ステップS203で算出された試験試料の輪郭検出の始点から終点まで輪郭検出を連続して実行し、試験試料の輪郭を抽出する(ステップS204:輪郭抽出工程)。即ち、CPU61は、本発明の輪郭抽出手段として機能する。例えば、測定対象が試験試料A1の場合、ステップS203で算出された試験試料A1の輪郭検出の始点から終点まで輪郭検出を連続して実行し、試験試料A1の輪郭を抽出する。
CPU61は、全ての硬さ測定位置で硬さ試験が実行されたと判定した場合(ステップS208:YES)、次のステップS209へと移行する。
一方、CPU61は、少なくとも1つの硬さ測定位置で硬さ試験が実行されていないと判定した場合(ステップS208:NO)、ステップS206へと移行して、未測定の硬さ測定位置で硬さ試験を実行する。
CPU61は、全ての試料Sで硬さ試験が実行されたと判定した場合(ステップS209:YES)、処理を終了する。
一方、CPU61は、少なくとも1つの試料Sで硬さ試験が実行されていないと判定した場合(ステップS209:NO)、ステップS201へと移行して、未測定の試料Sで硬さ試験を実行する。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、硬さ試験を行う場所をモニター8上に表示可能な位置に試料Sを位置決めする処理を省略することができるので、使い勝手がよくなり、作業効率を向上させることができる。また、オペレータが主体となる処理を終えると、自動的にCPUが主体となる処理が行われるため、オペレータが主体となる処理とCPUが主体となる処理とが混在することがなくなり、使い勝手が向上して作業効率を向上させることができる。また、オペレータが主体となる処理とCPUが主体となる処理との混在が解消されることで、同一形状の試料Sを複数個試験する場合に、2個目の試料Sからは、試料Sを試験機本体10にセットするのみで試験を実施することができるようになり、更なる作業効率の向上を図ることができる。また、オペレータが主体となる処理とCPUが主体となる処理との混在が解消されることで、自動化ラインへの投入が容易となり、作業に掛かる人員コストを削減することができる。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、予め試験情報を設定しておきさえすれば、自動的に試料Sの輪郭を抽出して硬さ測定位置を算出することができるので、オペレータが作業の段取りを把握し易くなり、時間を有効活用することができる。よって、作業効率を向上させることができるとともに、人員コストを削減することができる。
10 試験機本体
1 硬さ測定部
11 照明装置
12 CCDカメラ(撮像手段)
14 圧子軸
14a 圧子
15 対物レンズ
16 ターレット
17 フレームグラバー
2 試料台
3 XYステージ
4 AFステージ
5 昇降機構部
6 制御部
61 CPU(画像取得手段、パターンサーチ手段、輪郭抽出手段、算出手段、測定手段)
62 RAM
63 記憶部(記憶手段)
7 操作部
8 モニター
S 試料
Claims (3)
- 試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
測定対象の試料を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の画像データを取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された試料の画像データに対し、前記試料に基づいて選択されたパターン画像を利用してパターンサーチ処理を行い、前記パターン画像と一致する画像の位置を特定するパターンサーチ手段と、
前記パターンサーチ手段により特定された画像の位置に基づいて、前記試料の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された硬さ測定位置に基づいて前記試料に硬さ試験を実行し、当該試料の硬さを測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。 - 前記パターン画像に対して前記試料の輪郭検出の始点及び終点、並びに前記試料の硬さ測定位置を設定した試験情報を記憶する記憶手段を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記パターンサーチ手段により特定された画像の位置と、前記記憶手段に記憶された試験情報と、に基づいて、前記試料の輪郭を抽出し、
前記算出手段は、前記輪郭抽出手段により抽出された輪郭と、前記記憶手段に記憶された試験情報と、に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の硬さ試験機。 - 試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機の硬さ試験方法において、
測定対象の試料を撮像する撮像手段により撮像された試料の画像データを取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得された試料の画像データに対し、前記試料に基づいて選択されたパターン画像を利用してパターンサーチ処理を行い、前記パターン画像と一致する画像の位置を特定するパターンサーチ工程と、
前記パターンサーチ工程で特定された画像の位置に基づいて、前記試料の輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、
前記輪郭抽出工程で抽出された輪郭に基づいて、前記試料の硬さ測定位置を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された硬さ測定位置に基づいて前記試料に硬さ試験を実行し、当該試料の硬さを測定する測定工程と、
を含む硬さ試験方法。
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