JP6560937B2 - 硬さ試験機及び硬さ試験方法 - Google Patents
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Description
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、
前記試料に対して試験位置を含む測定条件を設定したパートプログラムと、前記パートプログラムを作成した試料の形状を撮像手段により撮像して取得した画像ファイルと、を関連付けて記憶する記憶手段と、
測定対象の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、前記記憶手段に記憶されたパートプログラムに関連付けられた画像ファイルを利用してパターンマッチング処理を行うパターンマッチング手段と、
前記パターンマッチング手段によるパターンマッチング処理の結果、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により形状が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出されたパートプログラムに基づいて、前記測定対象の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。
前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が一致する画像ファイルが存在するか否かを判定し、
前記読出手段は、前記判定手段により形状が一致する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする。
前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと相似形状の画像ファイルが存在する場合に、前記形状が一致する画像ファイルが存在すると判定することを特徴とする。
前記読出手段は、前記判定手段により形状が関連する画像ファイルが複数存在すると判定された場合に、当該複数の画像ファイルにそれぞれ関連付けられたパートプログラムのうち、オペレータにより選択されたパートプログラムを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする。
前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが複数存在する場合に、当該複数の画像ファイルのうち試料に関する形状以外の試料情報が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定し、
前記読出手段は、前記判定手段により試料に関する形状以外の試料情報が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする。
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、前記試料に対して試験位置を含む測定条件を設定したパートプログラムに関連付けられた画像ファイルを利用してパターンマッチング処理を行うパターンマッチング工程と、
前記パターンマッチング工程でのパターンマッチング処理の結果、前記画像取得工程で取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で形状が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを読み出す読出工程と、
前記読出工程で読み出されたパートプログラムに基づいて、前記測定対象の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に対して試験位置を含む測定条件を設定したパートプログラムと、パートプログラムを作成した試料Sの形状をCCDカメラ12により撮像して取得した画像ファイルと、を関連付けて記憶する。
まず、オペレータがパートプログラムを作成して登録する処理について説明する。
まず、オペレータは、測定対象の試料Sに対して任意の試験パターン(試験位置)を設定し、その他の測定条件(圧子の情報、試験力等)を設定して、パートプログラムを作成する。
次に、オペレータは、パートプログラムを作成した試料Sの全体形状又は特徴となる形状をCCDカメラ12により撮像させ、取得された試料Sの画像データを画像ファイルとして記憶部63に記憶させる。
次に、オペレータは、作成したパートプログラムを、上記の画像ファイルと関連付けて記憶部63に記憶させる。即ち、記憶部63は、本発明の記憶手段として機能する。
以上により、パートプログラムの登録処理が完了する。
CPU61は、形状が一致する画像ファイルが存在すると判定した場合(ステップS104:YES)、次のステップS105へと移行する。
一方、CPU61は、形状が一致する画像ファイルが存在しないと判定した場合(ステップS104:NO)、測定対象の試料Sに対応するパートプログラムが存在しない旨のエラー表示をモニター8に表示させ(ステップS107)、処理を終了する。
以上の処理により、測定対象の試料Sに対応するパートプログラムを読み出して硬さを測定することができる。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、測定対象の試料Sに対応するパートプログラムを自動的に選択して試料Sの硬さを測定することができるので、パートプログラムをファイル名で識別する必要がなくなり、管理に掛かるコストを低減することができる。また、オペレータによるパートプログラムの選択ミスなどを抑制することができるので、使い勝手を向上させることができる。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機100によれば、測定対象の試料Sに確実に対応するパートプログラムが選択されるので、パートプログラムの誤選択を抑制することができ、パートプログラムの誤選択に伴う硬さ測定の不具合を抑制することができる。
これにより、形状が同じでサイズが異なる複数の画像ファイルにそれぞれ関連付けられたパートプログラムを1つにまとめることができるので、パートプログラムの管理数を低減することができ、管理に掛かるコストを更に低減することができる。
例えば、図8に示すように、図6に示す星型形状の試料Sと形状が関連すると判定された複数の画像ファイルにそれぞれ関連付けられたパートプログラム(Part−2a.pp、Part−2.pp、Part−2b.pp)を候補として抽出し、オペレータにより選択させるようにしてもよい。図8では、Part−2.ppが選択された様子が示されている。なお、パートプログラムの選択画面をモニター8に表示させる際、パートプログラム名のみを表示させるようにしてもよいし、画像ファイル(試料Sの形状)のみを表示させるようにしてもよい。また、パートプログラム名と画像ファイルの双方を同時に表示させるようにしてもよい。パートプログラムの選択画面をモニター8に表示させることで、オペレータは直感的にパートプログラムを選択することが可能となる。
上記のように、形状が関連すると判定された画像ファイルが複数存在する場合に、オペレータにより選択されたパートプログラムを読み出すことで、画像による試料Sの細かな判別が困難な場合であっても臨機応変に対応することができ、測定作業の効率を向上させることができる。
また、形状以外の試料情報が関連する画像ファイルが複数存在する場合に、当該複数の画像ファイルにそれぞれ関連付けられたパートプログラムを候補として抽出し、オペレータにより選択させるようにしてもよい。
これにより、測定対象の試料Sに対応するパートプログラムを精度よく選択することができるので、パートプログラムの誤選択を抑制することができ、パートプログラムの誤選択に伴う硬さ測定の不具合を抑制することができる。
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、パターンマッチング手段、判定手段、読出手段、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 (6)
- 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、
前記試料に対して試験位置を含む測定条件を設定したパートプログラムと、前記パートプログラムを作成した試料の形状を撮像手段により撮像して取得した画像ファイルと、を関連付けて記憶する記憶手段と、
測定対象の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、前記記憶手段に記憶されたパートプログラムに関連付けられた画像ファイルを利用してパターンマッチング処理を行うパターンマッチング手段と、
前記パターンマッチング手段によるパターンマッチング処理の結果、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により形状が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出されたパートプログラムに基づいて、前記測定対象の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。 - 前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が一致する画像ファイルが存在するか否かを判定し、
前記読出手段は、前記判定手段により形状が一致する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項1に記載の硬さ試験機。 - 前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと相似形状の画像ファイルが存在する場合に、前記形状が一致する画像ファイルが存在すると判定することを特徴とする請求項2に記載の硬さ試験機。
- 前記読出手段は、前記判定手段により形状が関連する画像ファイルが複数存在すると判定された場合に、当該複数の画像ファイルにそれぞれ関連付けられたパートプログラムのうち、オペレータにより選択されたパートプログラムを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項1に記載の硬さ試験機。
- 前記判定手段は、前記画像取得手段により取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが複数存在する場合に、当該複数の画像ファイルのうち試料に関する形状以外の試料情報が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定し、
前記読出手段は、前記判定手段により試料に関する形状以外の試料情報が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを前記記憶手段から読み出す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、前記試料に対して試験位置を含む測定条件を設定したパートプログラムに関連付けられた画像ファイルを利用してパターンマッチング処理を行うパターンマッチング工程と、
前記パターンマッチング工程でのパターンマッチング処理の結果、前記画像取得工程で取得された試料の画像データと形状が関連する画像ファイルが存在するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で形状が関連する画像ファイルが存在すると判定された場合に、当該画像ファイルに関連付けられたパートプログラムを読み出す読出工程と、
前記読出工程で読み出されたパートプログラムに基づいて、前記測定対象の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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