JP6687229B2 - 画像測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像測定装置に係り、特に、画像測定機や、画像ユニットを搭載した測定顕微鏡等に用いるのに好適な、ステージ上に載置した測定対象物をカメラで撮影した画像を表示した撮影画像表示画面を用いて測定した結果に基づく判定結果を、測定対象物の撮影画像とは別にリストで一覧表示するようにした画像測定装置の改良に関する。

特許文献１や２に記載されているような一般的な画像測定機は、一度実行した測定手順を記録しておき、同一形状の測定対象物（ワークとも称する）を測定する際には、記録した測定手順を自動で再現することができるパートプログラム機能を有する。又、特許文献３に記載されているように、測定対象物の測定を行なった後に、測定値が設計値に対して所定の公差以内であるか否かを照合する公差照合機能を有する。通常、画像測定機でパートプログラム機能を使用して複数の同一形状ワークの連続測定を行なう場合、オペレータは、それぞれのワークに対してパートプログラムを実行し、出力される公差判定結果を確認してワークの良否を判定する。

公差照合の判定結果（「ＯＫ」又は「ＮＧ」）の表示は、例えば図１に示す如く、測定結果の表示領域に測定値や設計値と表記して表示している。しかし、これでは公差判定結果が分かり難いので、特許文献４に記載されているように、測定対象物の画像とは別に判定結果をリストで一覧表示することが行われている。

特公平３−５７４０３号公報 特開２００３−１３９５２０号公報 特開２００１−３１９２１９号公報 特開２００１−５９７０８号公報

公差照合の判定結果は、通常、図１に示したように、測定結果と共に、「ＯＫ」や「ＮＧ」等の文字で表示されるため、測定結果が設計値に近いのかそれとも公差範囲ぎりぎりなのか、測定結果が設計値に対して大きいのか小さいのか、などを直感的に理解することが難しい。

又、従来の画像測定システムで同一形状ワークの連続測定を行なった場合、その測定結果の推移を確認するには、その画像測定システムに搭載された統計・分析のための機能や、統計・分析機能を有する外部プログラムを使用して、測定結果の解析を別途行なう必要があり、オペレータが測定結果の推移をリアルタイムに確認することが難しかった。

これらの問題のため、オペレータがワーク形状の偏りや変遷を確認することは困難であり、例えば、ワークを加工する工具が摩耗するなどして、ワークの加工精度が時間とともに劣化していったとしても、測定を行なうオペレータがその劣化に気付くのは困難で、公差判定結果で「ＮＧ」が発生するまで気付くことができなかった。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、例えばパートプログラム機能を使用した同一形状の測定対象物の連続測定において、判定結果の詳細と測定結果の推移をオペレータに直感的に分かり易く通知できるようにすると共に再測定を容易にすることを課題とする。

本発明は、ステージ上に載置した測定対象物をカメラで撮影した画像を表示した撮影画像表示画面を用いて測定した結果に基づく判定結果を、測定対象物の撮影画像とは別にリストで一覧表示するようにした画像測定装置において、測定位置毎の個別判定結果をリストで表示する個別判定結果表示領域３４Ｂ１と、測定対象物単位の総合判定結果を表示する総合判定結果表示領域３４Ｂ２を設け、個別判定結果と総合判定結果を合わせて表示すると共に、個別判定結果をクリックすることで再測定が行われるようにして、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、例えばパートプログラム機能を使用した同一形状の測定対象物の連続測定において、判定結果の詳細と測定結果の推移をオペレータに直感的に分かり易く通知すると共に再測定を容易にすることができる。

画像測定機における従来の公差判定結果表示例を示す図 本発明による公差判定結果表示例を示す図 本発明が適用される画像測定機の一例の全体構成を示す斜視図 同じくコンピュータシステムの構成を示すブロック図 第１参考形態の処理手順を示す流れ図 同じくディスプレイ上の表示例を示す図 本発明の実施形態による総合判定結果の表示例を示す図 前記実施形態の処理手順を示す流れ図 同じくディスプレイ上の表示例を示す図 第２参考形態の処理手順を示す流れ図 同じくディスプレイ上の表示例を示す図 第３参考形態による総合判定結果の表示例を示す図 第４参考形態による総合判定結果の表示例を示す図 第５参考形態による総合判定結果の表示例を示す図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。

図３は、本発明が適用されるマニュアル操作型の画像測定機の全体構成を示す。この画像測定機は、非接触画像計測型の測定機本体１と、この測定機本体１のステージ移動操作をアシストする処理を実行すると共に、必要な測定データ処理を実行するコンピュータシステム２と、測定機本体１に対して必要な測定指令や測定パラメータを与えるための指令入力部３、キーボード３２及びマウス３３と、各部に安定した電力を供給する電源ユニット４とから構成されている。

測定機本体１は、架台１１と、この上に装着された、測定対象物であるワーク１２を載置するためのステージ１３を有する。このステージ１３は、Ｘ軸駆動軸１４及びＹ軸駆動軸１５によりＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。架台１１の後端部には上方に延びるフレーム１７が固定されている。このフレーム１７にカメラユニット１８が支持されている。このカメラユニット１８は、Ｚ軸駆動軸１９により、フレーム１７に形成されたガイドレールに沿ってＺ軸方向に移動可能になっている。カメラユニット１８の内部には、ステージ１３を上部から撮影するように、カメラ（例えばＣＣＤカメラ等）２０が取り付けられている。カメラ２０の下端近傍には、ワーク１２を照明するリング状の照明装置２１が備えられている。

コンピュータシステム２は、コンピュータ本体３１、キーボード３２、マウス３３及びディスプレイ（例えば液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等）３４を備えて構成されている。コンピュータ本体３１を中心とするこのシステムは例えば、図４のように構成されている。カメラ２０で捉えられたワーク１２の画像信号は、ＡＤ変換部３５でデジタル画像データに変換され、画像メモリ３６に格納される。画像メモリ３６に格納されたデジタル画像データは、表示制御部３７の動作によりディスプレイ３４に表示される。キーボード３２及びマウス３３からのオペレータの指令は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３８を介してＣＰＵ３９に伝えられる。ＣＰＵ３９は、オペレータの指令又は、プログラムメモリ４０に格納されたパートプログラムに従って測定処理を実行する。ワークメモリ４１は、ＣＰＵ３９の各種処理のための作業領域を提供する。

また、ステージ１３に対するカメラ２０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置をそれぞれ検出するために、Ｘ軸エンコーダ４２、Ｙ軸エンコーダ４３及びＺ軸エンコーダ４４が設けられている。これらのエンコーダ４２〜４４の出力は、ＣＰＵ３９に取り込まれる。照明制御部４５は、ＣＰＵ３９で生成された指令値に基づいてアナログ量の指令電圧を生成し、照明装置２１を駆動する。

以下、参考形態及び本発明の実施形態を詳細に説明する。

リスト中の判定結果を指定したときに、対応する撮影画像表示画面上の測定位置を強調表示するようにした第１参考形態の処理手順を図５に、そのディスプレイ３４上の表示例を図６に示す。

この第１参考形態においては、まずステップ１００で測定機本体１のステージ１３上に測定対象物（ワーク１２）を載置する。

次いでステップ１１０で、測定機本体１に取り付けられたカメラ２０でワーク１２を撮像する。

次いでステップ１２０で、図６の左上に示すカメラ２０からの撮影画像（ワーク１２の拡大画像）を表示した撮影画像表示画面３４Ａに対して、任意の要素及びエッジ検出ツールを選択して測定を行なう。

その際、測定を行なう毎に、公差判定結果を含む測定結果の情報を記録していき（ステップ１３０）、オペレータが随時、把握可能な公差判定結果のリスト３４Ｂを作成する（ステップ１４０）。

ステップ１５０で測定終了と判定されるまで、ステップ１６０で次の測定位置へ移って、ステップ１２０乃至１４０を繰り返す。

公差判定結果は、例えばＯＫは緑、ＮＧは赤と、色を変えて表示することができる。

ステップ１５０で測定終了と判定された後、ステップ１７０で、作成した公差判定結果のリスト３４Ｂに表示された任意の判定結果を含む測定結果（図６では一番上のＩＤ１）をオペレータが指定すると、ステップ１８０で対応する撮影画像表示画面３４Ａ上に表示された測定位置（図６ではＬｉｎｅ−１）を例えばハイライトで強調表示する。

これにより、１画面内の複数の測定結果（図６ではＩＤ１の他、ＩＤ２：Ｃｉｒｃｌｅ１、ＩＤ３：Ｌｉｎｅ−２、ＩＤ４：Ｄｉｓｔａｎｃｅ−１、ＩＤ５：Ｃｉｒｃｌｅ−２の５つ）が表示され、指定した測定結果（ここではＩＤ１）の撮影画像表示画面３４Ａ中での選択が困難な場合でも、リスト化された公差判定結果を含む測定結果を選択することで、リスト３４Ｂ中の測定結果に対応する撮影画像表示画面３４Ａ中の測定位置を容易に知ることができ、オペレータによる測定結果の選択ミスを未然に防ぐことができる。

この第１参考形態においては、図２に示す如くリスト３４Ｂを、測定位置毎の公差判定結果の詳細を示す個別判定結果表示領域３４Ｂ１と、ワーク１２単位の総合判定結果を示す総合判定結果表示領域３４Ｂ２で構成し、個別判定結果だけでなく総合判定結果（図ではＮＧ）も表示するようにしているので、総合判定結果を極めて容易に知ることができる。

本参考形態においては、更に、総合判定結果表示領域３４Ｂ２中でＮＧの個数もカッコ内に表示しているので、ＮＧの程度も知ることができる。

なお、図７に示す本発明の実施形態の如く、測定結果の全体数（ここでは５）を分母とし、ＮＧ個数（ここでは２）を分子で示すことによって、測定結果全体に対するＮＧ数の割合も分かるようにすることができる。

又、第１参考形態においては、カメラ２０からの撮影画像３４Ａとリスト３４Ｂに加えて、測定対象物の全体を示す測定対象全体図３４Ｃも表示しているので、測定対象物全体に対する撮影画像（３４Ａ）の位置を容易に知ることができる。なお、測定対象全体図３４Ｃは省略することもできる。

次に、測定結果選択時の再測定を容易とした本発明の実施形態を詳細に説明する。図８は本実施形態の処理手順、図９はそのディスプレイ３４上の表示例を示したものである。

図５と同じステップ１００乃至１５０を行なって測定を終了した後、ステップ２７０で撮影画像表示画面３４Ａ中に表示された測定結果（図９では、Ｌｉｎｅ−１）をクリックすると、ステップ２８０で、図９に示す如く、測定結果の詳細（ここではＸ、Ｙ座標、投影角度、真直度）を表示する。測定結果が表示されている間は、詳細表示をクリックすることにより再測定を行う（ステップ２９０）。再測定を実施するに際しては、測定時に使用した検出ツールの検出位置の編集（測定開始時に手動入力した設計値の入れ直し）や、公差判定結果に係わる設計値、上限値／下限値の編集を可能とし、測定結果の更新が行なえる状態とする。

本実施形態によれば、撮影画像表示画面３４Ａ中に表示される測定結果をクリックするだけで、再測定を行って作業効率を向上することができる。

なお、撮影画像表示画面３４Ａ中に表示される測定結果の代わりに、リスト３４Ｂの個別判定結果表示領域３４Ｂ１中に表示される測定結果や判定結果を指定して、再測定を行うこともできる。

次に、測定結果とステージ位置とをリンクさせて、表示されている撮影画像表示画面３４Ａ中に測定位置が無い場合にステージ移動のナビゲートを可能とした第２参考形態を詳細に説明する。図１０は、第２参考形態の処理手順を、図１１はそのディスプレイ３４上の表示例を示したものである。

第１参考形態と同様のステップ１７０終了後、ステップ３７２に進み、指定（選択）した測定結果（ここではＩＤ５）が、撮影画像３４Ａの現在の表示画面内にあるか否かを判定する。判定結果が否である場合にはステップ３７４に進み、ステージ移動のナビゲート画面（ここではＩＤ５へのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動距離）を画面上に表示してステージ移動（ステップ３７６）を促す。なお、残り距離の情報は、ステージ移動に合わせて更新することができる。

ナビゲートは図１１のように残り距離を数値で表示するだけでなく、例えばクロスヘアラインの交点が撮影画像表示画面３４Ａの中心となるよう移動するように提示したり、あるいは矢印等で移動方向を直接表示することも可能である。又、ＣＮＣ等自動制御型画像測定機の場合には、ステップ３７６のステージ移動を自動的に行うことができる。

ステージ移動により、指定（選択）した測定結果が表示中の画面内に入るか、又は指定（選択）した測定結果が表示中の画面内にあるとステップ３７２で判定されたときには、ステップ３８０に進み、画面上に表示された測定結果を例えばハイライトで強調表示する。

本参考形態によれば、リスト上の判定結果を含む測定結果を指定（選択）することで、対応する測定位置への移動がナビゲートされるため、作業効率を向上させることができる。

なお前記参考形態及び実施形態においては、いずれも、総合判定結果表示領域３４Ｂ２で総合判定結果が、色分け、及び、ＯＫ又はＮＧの文字とＮＧ数により表示されていたが、図１２（Ａ）（ＯＫの場合）、（Ｂ）（ＮＧの場合）に示す第３参考形態の如く、総合判定結果表示領域３４Ｂ２内に、公差範囲ＭＩＮ〜ＭＡＸに対する測定値の位置を、例えば図中で左右に動く縦線でなるメーター指針３４Ｄを用いてメーター状に表示することもできる。これにより、オペレータは公差判定結果の詳細、即ち、測定結果が設計値に近いのかそれとも公差範囲ぎりぎりなのか、測定結果が設計値に対して大きいのか小さいのか、などを直感的に理解することができる。

更に、前回の測定結果に対する今回の測定結果の値の増減方向を示す矢印マーク３４Ｅを合わせて表示することもできる。これにより、オペレータは測定結果の推移をリアルタイムに確認することができる。

あるいは、図１３（Ａ）（ＯＫの場合）、（Ｂ）（ＮＧの場合）に示す第４参考形態のように、総合判定結果表示領域３４Ｂ２内に、測定結果の推移を示すトレンドグラフ３４Ｆを背景として表示することもできる。この際、図中に示したように最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの限界（上限値３４Ｇ、下限値３４Ｈ）を合わせて表示すれば、トレンドだけでなく上限値、下限値に対する関係も容易に把握することができる。なお、トレンドグラフ３４Ｆのみとしても良い。

又、図１４（Ａ）（ＯＫの場合）、（Ｂ）（ＮＧの場合）に示す第５参考形態のように、総合判定結果表示領域３４Ｂ２内にＯＫの数、ＮＧの数、測定エラーの数を合わせて表示することもできる。なお、総合判定結果がＯＫとなるのが、個別判定結果が全てＯＫである場合のみである時には、図１４（Ａ）に示すＯＫの場合は右側の表示を省略して見易くすることもできる。又、エラー表示は省略することもできる。なお、エラーを無視しても良い場合には、エラー個数の表示も不要である。

前記参考形態及び実施形態においては、いずれも、リスト３４Ｂ中に個別判定結果と総合判定結果が表示されているので、両者の比較対象が容易である。なお、個別判定結果と総合判定結果を別ウィンドウに表示させることも可能である。

又、前記参考形態及び実施形態においては、いずれも、リスト３４Ｂに公差判定結果が表示されていたが、リストに表示する判定結果は、これに限定されない。更に、リスト３４Ｂの表示位置も前記参考形態及び実施形態に限定されず、例えば撮影画像表示画面３４Ａの隅に表示することもできる。

本発明の適用対象は画像測定機に限定されず、例えば画像ユニットを搭載した測定顕微鏡等にも適用することができる。

１…測定機本体
２…コンピュータシステム
３…指令入力部
１２…ワーク（測定対象物）
１３…ステージ
２０…カメラ
３１…コンピュータ本体
３２…キーボード
３３…マウス
３４…ディスプレイ
３４Ａ…撮影画像（表示画面）
３４Ｂ…リスト
３４Ｂ１…個別判定結果表示領域
３４Ｂ２…総合判定結果表示領域
３４Ｄ…メーター指針
３４Ｆ…トレンドグラフ
３４Ｇ…上限値
３４Ｈ…下限値

Claims (1)

1. ステージ上に載置した測定対象物をカメラで撮影した画像を表示した撮影画像表示画面を用いて測定した結果に基づく判定結果を、測定対象物の撮影画像とは別にリストで一覧表示するようにした画像測定装置において、
   測定位置毎の個別判定結果をリストで表示する個別判定結果表示領域と、測定対象物単位の総合判定結果を表示する総合判定結果表示領域を設けて、
   個別判定結果と総合判定結果を合わせて表示すると共に、
   個別判定結果をクリックすることで再測定が行われるようにしたことを特徴とする画像測定装置。