JP7455671B2 - Image dimension measuring device - Google Patents
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Images
Description
本発明は、測定対象物を回転させる回転機構を備えた画像寸法測定装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image dimension measuring device equipped with a rotation mechanism for rotating an object to be measured.
従来より、回転可能に保持された測定対象物を撮像した画像に基づいて、測定対象物の各部の寸法を取得する寸法測定装置が知られている。例えば特許文献1には、マシニングセンタの主軸に固定された加工工具をカメラで側方から撮像し、カメラによって撮像された画像に対して画像処理を行って輪郭線画像を抽出し、輪郭線画像から加工工具の寸法を演算する装置が開示されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, dimension measuring apparatuses have been known that obtain dimensions of each part of a measurement target object based on an image of the measurement target object held rotatably. For example,
ところで、特許文献1の寸法測定装置は、例えば測定対象物が円筒状の部材を対象としており、その外周面の一部に平坦面が形成されたDカット面や、当該部材に形成された穴、当該部材の外径、真円度等を測定することが可能である。
By the way, the dimension measuring device of
しかしながら、特許文献1の寸法測定装置は、マシニングセンタ用のものであることから、円筒状の部材のみが対象であり、例えば直方体のような部材の寸法測定については何ら考慮されていない。すなわち、測定対象物が直方体の場合、回転角度が90度毎に異なる面が現れることになるが、それらの面のうち、例えば異なる2つの面に測定要素となり得る部分がそれぞれ存在していることがある。このようなケースで、一の面の測定要素と、他の面の測定要素とのX方向の離間寸法やY方向の離間寸法を測定したいときに、カメラで一方向からのみ撮像した画像を利用するに留まる特許文献1の寸法測定装置では対応できない。
However, since the dimension measuring device of
本開示は、かかる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、異なる2つの面に測定要素となり得る部分がそれぞれ存在している場合に、それら測定要素間の寸法を測定可能にすることにある。 The present disclosure has been made in view of this point, and its purpose is to make it possible to measure dimensions between measurement elements when there are parts that can be measurement elements on two different surfaces. It is to make it.
上記目的を達成するために、第1の開示は、測定対象物の寸法を測定する画像寸法測定装置を前提とすることができる。画像寸法測定装置は、測定対象物を所定の軸周りに回転させる回転機構と、前記回転機構の回転軸と交差する光軸を有し、測定対象物画像を生成するための撮像部と、測定対象物を所定の角度単位で回転させる指示をするための操作部と、前記操作部からの指示を受け付けて測定対象物を所定の角度単位で回転させるように前記回転機構を制御し、前記撮像部により撮像された第1の測定対象物画像上で設定された第1測定要素と、前記第1の測定対象物画像が撮像された回転角度とは異なる回転角度で撮影された第2の測定対象物画像上で設定された第2測定要素とを検出し、前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定する制御部とを備える。 In order to achieve the above object, the first disclosure may be based on an image dimension measuring device that measures the dimensions of an object to be measured. The image dimension measuring device has a rotation mechanism that rotates the measurement target object around a predetermined axis, an optical axis that intersects the rotation axis of the rotation mechanism, an imaging unit for generating a measurement target image, and a measurement unit. an operation section for instructing to rotate the object in a predetermined angle unit; a control unit for receiving instructions from the operation section and controlling the rotation mechanism to rotate the measurement object in a predetermined angle unit; a first measurement element set on a first measurement object image taken by the unit; and a second measurement taken at a rotation angle different from the rotation angle at which the first measurement object image was taken. and a control unit that detects a second measurement element set on the object image and measures a dimension between the first measurement element and the second measurement element.
この構成によれば、測定対象物を所定の角度単位で回転させることができ、この所定の角度単位を例えば90度としたとき、例えば直方体の箱物である場合には、当該直方体の4つの側面をそれぞれ撮像部により撮像することが可能になる。また、所定の角度単位を30度や45度とすることもでき、これらの場合も直方体の箱物である場合には、当該直方体の4つの側面をそれぞれ撮像部に正対させて撮像することが可能になる。第1の測定対象物画像で測定対象物の一の側面が撮像されている場合、第1の測定対象物画像上で第1測定要素を設定することができる。また、第2の測定対象物画像で測定対象物の他の側面が撮像されている場合、第2の測定対象物画像上で第2測定要素を設定することができる。したがって異なる2つの面に存在する第1測定要素と第2測定要素を設定できる。各測定要素の設定後、制御部は、前記異なる2つの面に存在している第1測定要素と第2測定要素間の寸法を測定できる。測定した寸法は、例えば表示部等に表示させることができる。 According to this configuration, the object to be measured can be rotated in a predetermined angular unit, and when this predetermined angular unit is, for example, 90 degrees, for example, in the case of a rectangular parallelepiped box, the four It becomes possible to image each of the side surfaces using the imaging section. Furthermore, the predetermined angular unit can be set to 30 degrees or 45 degrees, and in these cases, if the object is a rectangular parallelepiped, the four sides of the rectangular parallelepiped must be directly facing the imaging unit to capture the image. becomes possible. When one side surface of the measurement object is captured in the first measurement object image, the first measurement element can be set on the first measurement object image. Further, when another side surface of the measurement object is captured in the second measurement object image, the second measurement element can be set on the second measurement object image. Therefore, it is possible to set the first measurement element and the second measurement element that exist on two different planes. After setting each measurement element, the control unit can measure the dimension between the first measurement element and the second measurement element existing on the two different surfaces. The measured dimensions can be displayed on, for example, a display unit.
第1の測定対象物画像を撮像したときの回転角度を0度としたとき、第2の測定対象物画像を撮像するときの回転角度は、90度であってもよいし、180度であってもよいし、270度であってもよい。また、第1測定要素と第2測定要素とは、例えば穴と穴のように同じ属性のものであってもよいし、穴と直線のように異なる属性のものであってもよい。また、「90度単位で回転させる」とは、90度だけ回転させて停止させることを含むのはもちろん、180度連続回転させて停止させること、270度連続回転させて停止させることも含む。 When the rotation angle when capturing the first measurement object image is 0 degrees, the rotation angle when capturing the second measurement object image may be 90 degrees or 180 degrees. or 270 degrees. Further, the first measurement element and the second measurement element may have the same attribute, such as holes, or may have different attributes, such as a hole and a straight line. Furthermore, "rotating in 90 degree increments" includes not only rotating by 90 degrees and stopping, but also continuously rotating 180 degrees and stopping, and continuously rotating 270 degrees and stopping.
第2の開示では、前記制御部は、前記撮像部により撮像された測定対象物画像に基づいて測定対象物の平面部分を検出するとともに、当該平面部分が前記撮像部と正対するときの回転角度を取得し、取得された前記正対する回転角度となるように前記回転機構を制御することができる。 In a second disclosure, the control unit detects a flat part of the measurement target based on the measurement target image captured by the imaging unit, and detects a rotation angle when the flat part directly faces the imaging unit. can be obtained, and the rotation mechanism can be controlled so as to achieve the obtained rotation angle of facing each other.
この構成によれば、測定対象物の平面部分を自動的に撮像部と正対させることができるので、ユーザによる設定操作を簡素化することができる。また、撮像部と正対した状態で測定対象物を撮像できるので、測定精度を向上させることができる。平面部分には、測定要素が存在していてもよい。 According to this configuration, the flat portion of the object to be measured can be automatically brought to face the imaging section, so that the setting operation by the user can be simplified. Furthermore, since the object to be measured can be imaged while directly facing the imaging section, measurement accuracy can be improved. Measuring elements may be present in the planar portion.
第3の開示では、前記制御部は、前記正対する回転角度を0度として測定対象物を90度単位で回転させることができる。 In a third disclosure, the control unit can rotate the measurement object in units of 90 degrees with the facing rotation angle being 0 degrees.
すなわち、測定対象物の平面部分が撮像部と正対した状態を0度とし、そこから90度単位で測定対象物を回転させることができるので、ユーザが直感的に分かりやすく操作できる。 That is, since the state in which the plane portion of the object to be measured is directly facing the imaging unit is defined as 0 degrees, and the object to be measured can be rotated in 90 degree increments from there, the user can operate the device in an intuitive and easy-to-understand manner.
第4の開示では、前記制御部は、前記第2の測定対象物画像が、前記第1の測定対象物画像を取得した回転角度から180度回転させた測定対象物を撮像した画像である場合、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を所定の情報に基づいて相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定することができる。 In a fourth disclosure, when the second measurement object image is an image of the measurement object rotated by 180 degrees from the rotation angle at which the first measurement object image was acquired, , the dimensions between the first measurement element and the second measurement element can be measured by mutually converting the first measurement object image and the second measurement object image based on predetermined information.
第5の開示では、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像のそれぞれに第1のXY座標系及び第2のXY座標系を設定し、前記第1の測定対象物画像で設定した第1のXY座標系と、前記第2の測定対象物画像で設定した第2のXY座標系と前記所定の情報として、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定することができる。 In a fifth disclosure, a first XY coordinate system and a second XY coordinate system are set for each of the first measurement object image and the second measurement object image, and the first measurement object image The first XY coordinate system set in the image, the second XY coordinate system set in the second measurement object image, and the predetermined information include the first measurement object image and the second measurement object image. A dimension between the first measurement element and the second measurement element can be measured by mutually converting the object images.
この構成によれば、例えば第1の測定対象物画像が測定対象物の表側であり、第2の測定対象物画像が測定対象物の裏側であったとした場合、表側に設定された第1のXY座標系と、裏側に設定された第2のXY座標系とを相互に変換することで、表側の第1測定要素と、裏側の第2測定要素間の寸法を精度良く測定することが可能になる。 According to this configuration, for example, if the first measurement object image is the front side of the measurement object and the second measurement object image is the back side of the measurement object, the first measurement object image set on the front side By mutually converting the XY coordinate system and the second XY coordinate system set on the back side, it is possible to accurately measure the dimensions between the first measurement element on the front side and the second measurement element on the back side. become.
第6開示では、前記第1の測定対象物画像における測定対象物の輪郭と、前記第2の測定対象物画像における測定対象物の輪郭とを前記所定の情報として、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定することができる。 In a sixth disclosure, the outline of the measurement target in the first measurement target image and the outline of the measurement target in the second measurement target image are used as the predetermined information, and the outline of the measurement target in the first measurement target image is used as the predetermined information. A dimension between the first measurement element and the second measurement element can be measured by mutually converting the image and the second measurement object image.
第7の開示では、前記第1測定要素と前記第2測定要素を1つの画像に表示可能な表示部を備えているので、例えば表側の測定要素と裏側の測定要素の位置関係をユーザが容易に把握できる。 The seventh disclosure includes a display unit that can display the first measurement element and the second measurement element in one image, so that the user can easily see, for example, the positional relationship between the measurement element on the front side and the measurement element on the back side. can be grasped.
第8の開示では、前記操作部は、測定対象物が箱物であるか、箱物以外の形状であるかのユーザによる選択操作を受け付け、前記制御部は、前記操作部により前記測定対象物が箱物であることの選択操作が受け付けられた場合には測定対象物を90度単位で回転させるように前記回転機構を制御する一方、前記操作部により前記測定対象物が箱物以外の形状であることの選択操作が受け付けられた場合には測定対象物を任意の角度で回転させるように前記回転機構を制御することができる。 In an eighth disclosure, the operation unit receives a user's selection operation as to whether the measurement target is a box object or a shape other than the box object, and the control unit causes the operation unit to select the measurement target object by the operation unit. If the selection operation indicating that the object is a box object is accepted, the rotation mechanism is controlled to rotate the object to be measured in 90 degree increments, while the operation unit controls the operation unit to select whether the object to be measured has a shape other than a box object. If the selection operation is accepted, the rotation mechanism can be controlled to rotate the measurement object at an arbitrary angle.
すなわち、測定対象物が箱物の場合には90度単位で回転させることによる効果が顕著であるが、測定対象物が軸物の場合には90度単位で回転させることによる効果が期待できない場合がある。本構成では、測定対象物が箱物であることの選択操作がユーザによってなされた場合には測定対象物を90度単位で回転させる一方、箱物以外、例えば軸物である場合には測定対象物を任意の角度で回転させることができるので、測定対象物に合わせて測定作業がやりやすくなる。尚、軸物であっても90度単位で回転させてもよい。 In other words, when the object to be measured is a box object, the effect of rotating it in 90 degree increments is noticeable, but if the object to be measured is a shaft object, the effect of rotating it in 90 degree increments may not be expected. be. In this configuration, when the user selects that the object to be measured is a box object, the object to be measured is rotated in 90 degree increments, while when the object is other than a box object, for example, a shaft object, the object to be measured is can be rotated at any angle, making it easier to perform measurement tasks according to the object to be measured. In addition, even if it is a shaft object, it may be rotated in units of 90 degrees.
測定対象物の種別選択操作は、例えば箱物とそれ以外の2つの候補の中から選択する操作であってもよいし、箱物と軸物との一方を選択する操作であってもよいし、3つ以上の候補の中から選択する操作であってもよい。 The operation of selecting the type of measurement target object may be, for example, an operation of selecting from two candidates, a box object and other candidates, or an operation of selecting one of a box object and a shaft object, It may also be an operation of selecting from three or more candidates.
第9の開示では、前記回転機構は、箱物を掴む箱物用チャック機構と、軸物を掴む軸物用チャック機構とを含む複数のチャック機構の中から任意のチャック機構を着脱可能に構成され、前記複数のチャック機構は、前記回転機構に対する着脱部が共通化されている。 In a ninth disclosure, the rotation mechanism is configured to be able to attach or detach any chuck mechanism from among a plurality of chuck mechanisms including a box chuck mechanism for gripping a box object and a shaft chuck mechanism for gripping a shaft object; The plurality of chuck mechanisms have a common attachment/detachment portion to the rotation mechanism.
この構成によれば、少なくとも箱物用チャック機構と軸物用チャック機構とを回転機構に付け替えることができ、このとき、回転機構に対する着脱部が共通化されているので、付け替え時の作業性が良好になる。チャック機構の付け替え後、ユーザが操作部で測定対象物の種別選択操作を行うことで、チャック機構に応じて回転機構を制御できる。つまり、軸物から箱物への変更がハード面、ソフト面の両面で容易に行えるようになる。 According to this configuration, it is possible to replace at least the chuck mechanism for box objects and the chuck mechanism for shaft objects with a rotating mechanism, and in this case, since the attachment/detachment part for the rotation mechanism is shared, workability during replacement is good. become. After replacing the chuck mechanism, the user can control the rotation mechanism according to the chuck mechanism by selecting the type of object to be measured using the operation unit. In other words, it becomes possible to easily change from a shafted item to a boxed item in terms of both hardware and software.
第10の開示では、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を同時に表示可能な表示部を備えている。 A tenth disclosure includes a display section that can simultaneously display the first measurement object image and the second measurement object image.
この構成によれば、異なる回転角度で撮像された測定対象物を同一画面上に表示できるので、測定結果を素早く確認できる。 According to this configuration, measurement objects imaged at different rotation angles can be displayed on the same screen, so measurement results can be quickly confirmed.
第11の開示では、前記撮像部は、測定対象物の異なる領域を含む被連結画像を複数枚撮像し、前記制御部は、前記撮像部が撮像した複数枚の前記被連結画像を連結して表示画像を生成し、前記制御部が生成した前記表示画像を表示する表示部を備えている。 In an eleventh disclosure, the imaging unit captures a plurality of linked images including different regions of the measurement target, and the control unit connects the plurality of linked images captured by the imaging unit. The device includes a display unit that generates a display image and displays the display image generated by the control unit.
この構成によれば、測定対象物の広い範囲を撮像して1つの表示画像にし、表示部に表示させることができるので、ユーザによる測定結果の確認が容易になる。 According to this configuration, a wide range of the object to be measured can be imaged into one display image and displayed on the display section, making it easier for the user to confirm the measurement results.
第12の開示は、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像の左右方向の位置を揃えて表示、または、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像の上下方向の位置を揃えて表示する表示部を備えている。 A twelfth disclosure is that the first measurement object image and the second measurement object image are displayed aligned in the horizontal direction, or the first measurement object image and the second measurement object image are displayed aligned in the horizontal direction. It includes a display unit that displays object images aligned in the vertical direction.
この構成によれば、第1の測定対象物画像及び第2の測定対象物画像が設計図面のように表示されるので、立体的形状が把握しやすくなるとともに、各図の対応関係が容易に認識できる。 According to this configuration, since the first measurement object image and the second measurement object image are displayed like a design drawing, it becomes easier to understand the three-dimensional shape and the correspondence relationship between each drawing becomes easier. Recognizable.
第13の開示では、前記操作部は、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像のうち、ユーザによる一方の選択操作を受け付け、前記制御部は、選択された測定対象物画像を撮像したときの測定対象物の回転角度と同じ回転角度となるように前記回転機構を制御することができる。 In a thirteenth disclosure, the operation unit receives an operation for selecting one of the first measurement target image and the second measurement target image by the user, and the control unit receives the selected measurement target image. The rotation mechanism can be controlled so that the rotation angle is the same as the rotation angle of the object to be measured when the object image is captured.
この構成によれば、例えば第1の測定対象物画像及び第2の測定対象物画像を表示させた状態でユーザが第1の測定対象物画像の選択操作を行うと、測定対象物の回転角度が、第1の測定対象物画像を撮像したときの測定対象物の回転角度と同じになる。これにより、測定対象物の回転角度を、ユーザが確認したい回転角度に簡単に調整できる。 According to this configuration, for example, when the user performs a selection operation on the first measurement object image with the first measurement object image and the second measurement object image displayed, the rotation angle of the measurement object is the same as the rotation angle of the measurement object when the first measurement object image is captured. Thereby, the rotation angle of the object to be measured can be easily adjusted to the rotation angle that the user wants to confirm.
第14の開示は、前記撮像部は、測定対象物の回転角度が前記選択された測定対象物画像を撮像したときの測定対象物の回転角度と同じ状態で当該測定対象物を撮像したプレビュー画像を生成し、前記第1の測定対象物画像、前記第2の測定対象物画像及び前記プレビュー画像を同時に表示させるとともに、前記プレビュー画像を、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像よりも拡大した状態で表示可能な表示部を備えている。 In the fourteenth disclosure, the imaging unit captures a preview image of the measurement target in a state where the rotation angle of the measurement target is the same as the rotation angle of the measurement target when the selected measurement target image is captured. and simultaneously display the first measurement object image, the second measurement object image, and the preview image, and display the preview image as the first measurement object image and the second measurement object image. It is equipped with a display section that can display an enlarged image of the object.
この構成によれば、プレビュー画像を拡大表示させることができるので、ユーザがプレビュー画像上で測定結果を容易に確認できる。 According to this configuration, the preview image can be displayed in an enlarged manner, so that the user can easily check the measurement results on the preview image.
本開示によれば、測定対象物を所定の角度単位で回転させて撮像した第1及び第2の測定対象物画像上でそれぞれ設定された第1及び第2測定要素を検出し、第1測定要素と第2測定要素間の寸法を測定できる。これにより、異なる2つの面に測定要素となり得る部分がそれぞれ存在している場合に、それら測定要素間の寸法を測定できる。 According to the present disclosure, the first and second measurement elements respectively set on the first and second measurement object images captured by rotating the measurement object in a predetermined angle unit are detected, and the first and second measurement elements are detected. Dimensions between the element and the second measurement element can be measured. Thereby, when portions that can serve as measurement elements exist on two different surfaces, the dimensions between the measurement elements can be measured.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the following description of preferred embodiments is essentially just an example, and is not intended to limit the present invention, its applications, or its uses.
図1は、本発明の実施形態に係る画像寸法測定装置1の正面図であり、図2は、本発明の実施形態に係る画像寸法測定装置1の斜視図である。また、図3は、本発明の実施形態に係る画像寸法測定装置1の構成を模式的に示すブロック図である。画像寸法測定装置1は、各種ワーク等の測定対象物W(図1及び図2に示す)の寸法を測定するものであり、図3に示すように、装置本体2と、制御ユニット3と、記憶部4と、回転ユニット5とを備えている。制御ユニット3は、装置本体2と別体とされて通信線等によって通信可能に接続されていてもよいし、装置本体2の内部に組み込まれて一体化されていてもよい。記憶部4も同様に、装置本体2と別体とされていてもよいし、装置本体2の内部に組み込まれて一体化されていてもよい。本例では制御ユニット3と記憶部4とを別体としているが、これらが一体化されていてもよい。
FIG. 1 is a front view of an image
なお、本実施形態の説明では、画像寸法測定装置1をユーザから見たときに正面に位置する側を正面側といい、背面に位置する側を背面側といい、また、左に位置する側を左側といい、右に位置する側を右側というものとする。正面側を手前側と呼ぶことができ、また、背面側を奥側と呼ぶこともできる。これは説明の便宜を図るために定義するだけである。
In the description of this embodiment, when the image
(装置本体2及び制御ユニット3の構成)
図1及び図2に示すように、装置本体2は、ベース部10と、ベース部10の背面側から上方へ延びるアーム部11とを備えている。ベース部10の上部には、測定対象物Wを載置するためのステージ12が設けられている。ステージ12は略水平に延びている。ステージ12の中央部近傍には光を透過させる透過部12aが設けられている。ステージ12は、図3に示すステージ駆動部12cによって駆動可能になっている。
(Configuration of device
As shown in FIGS. 1 and 2, the device
図3に示すように、装置本体2には、照明部13が設けられている。照明部13は、アーム部11に内蔵された落射照明部13aと、ベース部10に内蔵された透過照明部13bとを含んでいる。落射照明部13aは、ステージ12に載置(静置)された測定対象物Wまたは回転ユニット5によって回転可能な測定対象物Wを上方から照明する照明装置であり、後述する撮像部15の光軸A(図1に示す)を囲むリング状に形成することができる。透過照明部13bは、ステージ12の透過部12aに載置された測定対象物Wまたは回転ユニット5によって回転可能な測定対象物Wを下方から照明する照明装置である。図1及び図2では、回転ユニット5によって回転可能な測定対象物Wのみ示している。
As shown in FIG. 3, the device
ベース部10の正面側には、操作部14が設けられている。操作部14は、ユーザによって操作される各種ボタンやスイッチ、ダイヤル等を含んでいる。操作部14は、制御ユニット3に接続されており、当該制御ユニット3は、操作部14の操作状態を検出し、操作部14の操作状態に応じて各部を制御する。操作部14は、ユーザのタッチ操作を検出可能なタッチパネル等で構成されていてもよく、この場合、後述する表示部16に操作部14を組み込むことができる。また、操作部14は、制御ユニット3に接続可能なキーボードやマウス等で構成されていてもよい。
An
落射照明部13a及び透過照明部13bは、制御ユニット3に接続されて当該制御ユニット3によって制御される。例えば操作部14によって測定対象物Wの測定開始操作がなされたことを制御ユニット3が検出すると、落射照明部13aまたは透過照明部13bをONにして光を照射させることができる。
The epi-
アーム部11には、撮像部15(図3に示す)が設けられている。撮像部15は、ステージ12に載置された測定対象物Wまたは回転ユニット5によって回転可能な測定対象物Wを撮像し、測定対象物画像を生成するための部分である。撮像部15の例としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有するカメラを挙げることができる。図1に示すように、撮像部15の光軸Aは鉛直下向きに設定されており、図示しないが、受光レンズや結像レンズを含む光学系が撮像部15の光軸Aと同軸上に設けられている。撮像部15は光学系を含む撮像ユニットであってもよいし、光学系を含まないものであってもよい。撮像部15には、落射照明部13aから照射されて測定対象物Wで反射した光、透過照明部13bから照射されてステージ12の透過部12aを透過した光等が入射するようになっている。光学系によるピント調整の手法は従来から用いられている手法を適用できる。
The
撮像部15では、受光量に基づいて画像を生成する。撮像部15は制御ユニット3に接続されており、撮像部15が生成した画像は、画像データとされて制御ユニット3に送信される。また、制御ユニット3は、撮像部15を制御することができる。例えば操作部14によって測定対象物Wの測定開始操作がなされたことを制御ユニット3が検出すると、落射照明部13aまたは透過照明部13bをONにして光を照射させた状態で、撮像部15に撮像処理を実行させる。これにより、撮像部15で測定対象物画像が生成され、生成された測定対象物画像は制御ユニット3に送信される。
The
制御ユニット3では撮像部15から送信された測定対象物画像をユーザインターフェース画面に組み込んで表示部16に表示させる。すなわち、アーム部11の上部には、表示部16が正面に向くように設けられている。表示部16は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等で構成されており、制御ユニット3に接続されている。制御ユニット3は、表示部16を制御して各種ユーザインターフェース画面を当該表示部16に表示させる。
The
制御ユニット3には記憶部4が接続されている。記憶部4は、例えばSSD(Solid State Drive)やハードディスク等で構成されている。制御ユニット3は、上述したような各ハードウェアと接続されており、各ハードウェアの動作を制御するとともに、記憶部4に記憶されているコンピュータプログラムに従って、ソフトウェア的機能を実行する部分である。制御ユニット3には、図示しないがRAM等が設けられており、コンピュータプログラムの実行時にロードモジュールが展開され、コンピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ等を記憶する。
A
制御ユニット3には、エッジ抽出部30及び計測部31が設けられている。エッジ抽出部30は、撮像部15から送信された測定対象物画像に対して画像処理を実行することにより、測定対象物Wのエッジ(輪郭)を抽出する部分である。測定対象物のエッジの抽出手法は従来から周知であるため、詳細な説明は省略する。エッジ抽出部30からは、測定対象物のエッジを示すエッジ画像が出力される。
The
エッジ抽出部30から出力されたエッジ画像は、計測部31に入力される。計測部31は、エッジ画像を利用して測定対象物Wの各部の寸法を計測する。寸法の計測部位は、ユーザによって予め指定しておくことができる。例えば、ユーザは、表示部16に表示された測定対象物画像を見ながら、操作部14を操作して測定対象物画像上の任意の2点を指定すると、その指定点の位置座標に基づいて測定対象物Wの測定部位を特定することができる。計測部31は、ユーザによって特定された測定部位に対応するエッジ間距離やエッジ長さ等を算出することで、所定部位の寸法を取得することができる。取得された寸法は、表示部16に表示させることができる。このとき、寸法を示す値と寸法線とを測定対象物画像に重畳表示させることができる。
The edge image output from the
(測定対象物Wを回転させる構成)
本実施形態では、測定対象物Wをステージ12に載置して測定するだけでなく、測定対象物Wを回転させて測定することもできる。具体的には、画像寸法測定装置1は、測定対象物Wを回転させる構成及びそれに付随する構成として、回転力を生成して出力する回転ユニット(回転機構)5、測定対象物Wを掴むチャック機構6を備えている。詳細は後述するが、チャック機構6は、回転ユニット5に対して着脱可能に構成されており、チャック機構6が回転ユニット5に装着されると、回転ユニット5から出力される回転力が、チャック機構6を介して測定対象物Wに伝達されて測定対象物Wを回転させる。回転ユニット5は、測定対象物Wを所定角度だけ回転させた状態で停止させておくことができる。
(Configuration for rotating the measurement target W)
In this embodiment, the measurement target object W can be measured not only by placing it on the
(回転ユニット5の構成)
図1に示すように、回転ユニット5は、測定対象物Wをステージ12の透過部12aの上方に配置した状態で所定の回転軸B周りに回転可能にし、任意の回転位置で停止させてその姿勢を保持するためのステージである。この実施形態では、回転ユニット5がステージ12とは別体とされていて、ステージ12に対して着脱可能に構成されているが、回転ユニット5とステージ12とは一体で構成されていてもよい。着脱可能な回転ユニット5の場合、回転ユニット5が必要な時だけ、回転ユニット5をステージ12に取り付けておき、不要時にはステージ12から取り外しておくことができる。
(Configuration of rotating unit 5)
As shown in FIG. 1, the
回転ユニット5は、モータ50(図3に示す)と、モータ50を内蔵する筐体51と、モータ50により回転される回転体52とを備えている。モータ50は筐体51に固定されている。筐体51は、ステージ12の左端部に取り付けられている。尚、筐体51は、ステージ12の右端部に取り付けてもよく、この場合、図1等に示すステージ12を左右対称にすればよい。
The
筐体51をステージ12に取り付けた状態で、モータ50の出力軸が右側へ向けて水平に延びるように配置される。この出力軸に回転体52が固定されており、従って、回転体52は左右方向に水平に延びる回転軸B周りに回転される。撮像部15の光軸Aは鉛直方向であることから、回転軸Bは撮像部15の光軸Aと交差する関係となる。この実施形態では、回転軸Bは撮像部15の光軸Aと直交しているが、直交させなくてもよい。
With the
図1や図2に示すように、回転体52には、チャック機構6が取り付けられるようになっている。本実施形態では、回転体52をモータ50の出力軸に直接連結しているが、これに限らず、例えばモータ50と回転体52との間に減速歯車機構(図示せず)を設けてもよい。この場合、減速歯車機構の出力軸に回転体52が連結されることになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図4に示すように、回転体52は、連結部52aから回転軸B方向(右側)に突出し、当該回転軸Bの周方向に延びる円環状の周壁部52bを有している。連結部52aと周壁部52bとは一体化されている。周壁部52bの軸芯は、回転軸B上に位置している。周壁部52bの外周面にはねじ山が形成されている。
As shown in FIG. 4, the rotating
周壁部52bには、当該周壁部52bの突出方向の先端(右端)から基端側(左側)へ向けて延びる複数のスリット52cが互いに周方向間隔をあけて形成されている。スリット52cの左端は、周壁部52bの左右方向中間部に位置している。複数のスリット52cを形成することで、周壁部52bに対して径方向外方から内方ヘ向かう締結力を作用させた時、各スリット52cの幅が狭くなることによって周壁部52bを縮径させることが可能になる。このときの周壁部52bの変形は弾性変形域での変形であり、締結力を除くことで元の形状に復元する。スリット52cは、周壁部52bの周方向に等間隔に形成することができる。
A plurality of slits 52c are formed in the
図1や図2に示すように、回転ユニット5は、手動調整ノブ55と、手動調整ノブ55の回転量を検知するエンコーダ56(図3に示す)と、処理回路57(図3に示す)とを備えている。手動調整ノブ55は、回転軸Bと平行な軸周りに回転可能に筐体51に支持されている。手動調整ノブ55の配設位置は、筐体51の正面側かつ左側であり、筐体51から左側へ向けて突出している。これにより、ユーザは画像寸法測定装置1の前に座った状態で、左手で手動調整ノブ55を回転させることができる。尚、手動調整ノブ55の配設位置は特に限定されるものではなく、筐体51の背面側であってもよいし、左側であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
エンコーダ56は、筐体51に内蔵されており、従来から周知のロータリエンコーダ等で構成することができる。例えば、ユーザが手動調整ノブ55を回転させると、その回転量をエンコーダ56で検出することができ、エンコーダ56で検出された結果は、当該エンコーダ56から処理回路57に対して回転量に関する信号として出力される。
The
処理回路57は、モータ50を制御する部分であり、制御ユニット3に内蔵されていてもよいし、装置本体2に内蔵されていてもよい。処理回路57は、エンコーダ56から出力される回転量に関する信号を受け取ってモータ50の回転量に変換し、変換された回転量だけ当該モータ50を回転させる。手動調整ノブ55の回転量と、モータ50の出力軸50aの回転量とは、一致していなくてもよく、対応していればよい。例えば、ユーザが手動調整ノブ55を10゜だけ回転させた場合、手動調整ノブ55が10゜回転したことをエンコーダ56が検出し、回転量に応じた検出信号を処理回路57に出力する。手動調整ノブ55が10゜回転した情報を処理回路57で取得すると、処理回路57は、手動調整ノブ55の回転量を所定の比率で変換してモータ50に対して制御信号を出力する。制御信号は、モータ50の出力軸50aを10゜よりも少なく回転させる信号とすることができる。
The
処理回路57によるモータ50の制御は、ほぼリアルタイムで実行されるので、手動調整ノブ55が回転し始めると、ほぼ同期してモータ50も回転し、手動調整ノブ55が停止すると、ほぼ同期してモータ50も停止する。これにより測定対象物Wをユーザが任意の角度だけ回転させることができる。
The control of the
本例では、モータ5によって回転体52を直接駆動しているので、処理回路57は、手動調整ノブ55の回転量だけモータ50の出力軸50aが回転するように当該モータ50を制御すればよい。モータ50の出力軸50aと回転体52との間に減速歯車機構が設けられている場合には、処理回路57は、その減速比を考慮し、手動調整ノブ55の回転量よりも多くモータ50の出力軸50aを回転させればよい。
In this example, since the rotating
回転ユニット5には、制御ユニット3または装置本体2に接続される接続線5aが設けられている。接続線5aを介してモータ50への電力が供給される。また、接続線5aを介して回転ユニット5と制御ユニット3との通信、または回転ユニット5と装置本体2との通信が行われるようになっている。
The
(チャック機構6の構成)
図5及び図6に示すように、チャック機構6は、回転体52に着脱されるチャック本体60と、測定対象物Wを3方向から掴むように配置される第1~第3チャック爪61~63と、第1~第3チャック爪61~63の位置を変えるための調整部材64と、チャック本体60を回転体52に締結固定する締結部材80とを備えている。チャック本体60は回転体52に締結固定された状態で、モータ50により回転体52とともに回転軸B周りに回転される。また、チャック本体60は、第1~第3チャック爪61~63を保持する保持部材65と、被締結部を構成している被締結部材69とを備えている。
(Configuration of chuck mechanism 6)
As shown in FIGS. 5 and 6, the
保持部材65は、第1~第3チャック爪61~63を径方向に案内する案内板部65aと、被締結部材69が固定されるボス部65bとを有しており、これらは一体化されている。ボス部65bは、被締結部材69の左側の側面から左側へ向けて突出している。ボス部65bの軸芯と、案内板部65aの軸芯とは、回転軸B(図1に示す)上に位置している。案内板部65aには、第1溝部65c、第2溝部65d、第3溝部65eが設けられている。これら第1~第3溝部65c、65d、65eは、径方向に放射状に延びるとともに、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。第1~第3溝部65c、65d、65eの端部は、案内板部65aの外周面で開放されている。
The holding
第1~第3チャック爪61~63は、それぞれ第1~第3スライダ66~68を有している。第1~第3スライダ66~68は、それぞれ、案内板部65aの第1~第3溝部65c、65d、65eに挿入され、当該第1~第3溝部65c、65d、65e内を長手方向に摺動する部材である。第1~第3チャック爪61~63は、第1~第3スライダ66~68の右側の面に固定されており、案内板部65aから右側へ突出している。
The first to
第1~第3スライダ66~68の左側の面には、それぞれ、第1~第3凸部66a、67a、68aが左側へ向けて突出するように設けられている。第1~第3凸部66a、67a、68aは、案内板部65aの左側面よりも左側へ突出している。
First to third
調整部材64は、チャック本体60に対して回転軸B周りにユーザが手動で回転させることにより、第1~第3チャック爪61~63を第1~第3溝部65c、65d、65eに沿って径方向に移動させるための部材である。すなわち、調整部材64は全体として円盤状に形成されており、その軸芯は回転軸B上に配置されている。調整部材64の中心部にはボス部65bが挿入されるボス挿入孔64aが形成されている。ボス挿入孔64aにボス部65bが挿入された状態で、調整部材64がボス部65bに対して回転軸B周りに回転可能に支持される。図示しないが、調整部材64の右側面には、螺旋条が右側へ向けて突出するように形成されている。螺旋条は、回転軸Bを中心とした螺旋状に延びている。
The
調整部材64のボス挿入孔64aにボス部65bを挿入すると、螺旋条と、第1~第3スライダ66~68の第1~第3凸部66a、67a、68aとが係合するようになっている。この状態で調整部材64を回転軸B周りに回転させると、螺旋条によって第1~第3スライダ66~68に対して径方向の力が作用し、これにより、第1~第3スライダ66~68が第1~第3溝部65c、65d、65e内を長手方向に摺動する。つまり、第1~第3チャック爪61~63を径方向に移動させることができる。尚、螺旋条の代わりに螺旋溝を設けてもよく、回転軸B周りの回転運動を径方向の直線運動に変換できる機構であればよい。
When the
調整部材64の回転方向を変えることで、第1~第3チャック爪61~63の移動方向を変えることができる。第1~第3チャック爪61~63によって測定対象物Wを掴む場合には、第1~第3チャック爪61~63が互いに接近する方向に移動するように調整部材64を回転させればよく、これにより、測定対象物Wを第1~第3チャック爪61~63によって掴むことができる。一方、第1~第3チャック爪61~63によって掴んだ測定対象物Wを外す場合には、調整部材64を反対方向に回転させて第1~第3チャック爪61~63を互いに離れる方向に移動させればよい。
By changing the rotation direction of the
被締結部材69は、円盤状の部材であり、例えば止め輪81等によって保持部材65のボス部65bに取り付けることができる。被締結部材69がボス部65bに取り付けられた状態で、両者が一体化されて相対的な回転が阻止されている。被締結部材69の軸芯は、回転軸B上に位置している。被締結部材69は、回転ユニット5の回転体52の周壁部52bに挿入可能となるように、その外径が設定されている。
The member to be fastened 69 is a disc-shaped member, and can be attached to the
図6に示すように、締結部材80は、いわゆるナットであり、この実施形態では円環状の部材で構成されている。締結部材80の軸芯は回転軸B上に位置しており、締結部材80の中心部には、ボス部65bが挿入可能な中心孔80aが形成されている。締結部材80の左側には、円形の凹部80bが形成されている。凹部80bの内周面には、回転体53の周壁部52bのねじ山に螺合するねじ溝80cが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
締結部材80を回転させてねじ溝80cを回転体52の周壁部52bのねじ山に螺合させていくと、周壁部52bが凹部80b内に入っていく。締結部材80を締め込むと、ねじの作用によって周壁部52bに対して径方向外方から内方ヘ向かう締結力が作用し、この締結力によって周壁部52bが縮径方向に弾性変形する。このとき、被締結部材69が回転体53の周壁部52b内に挿入されているので、締結部材80の締め込みによって周壁部52bの内周面が被締結部材69の外周面に強く接触し、両者の間に働く摩擦力が極めて大きくなる。これにより、被締結部材69が回転不能な状態で回転体52に締結されてチャック機構6が回転体52に取り付けられる。チャック機構6を外す際には締結部材80を緩み方向に回転させればよく、これにより、周壁部52bの形状が復元する。
When the
(チャック機構の別形態)
チャック機構の構造は、測定対象物Wの形状や大きさに合わせて変更することができる。図7に示すチャック機構700は、第1、第2チャック爪601、602を有している。すなわち、保持部材65の案内板部65aには、径方向に延びる第1、第2溝部65f、65gが形成されている。第1、第2溝部65f、65gは、共に、回転軸Bを通り、かつ、回転軸Bに直交する同一直線上に位置するように形成されている。第1チャック爪601の第1スライダ606が第1溝部65fに挿入され、また、第2チャック爪602の第2スライダ607が第2溝部65gに挿入されている。第1、第2スライダ606、607は、調整部材64の螺旋条(図示せず)に係合する凸部(図示せず)を有しており、調整部材64を回転させることによって径方向に移動させることができる。
(Another form of chuck mechanism)
The structure of the chuck mechanism can be changed according to the shape and size of the object W to be measured. A
第1、第2チャック爪601、602を互いに離間させることによって箱物の測定対象物Wを掴むことができる。また、チャック機構700の第1、第2チャック爪601、602を互いに接近させることによっても測定対象物Wを掴むことができる。
By separating the first and
(チャック機構の共通部)
図5に示すチャック機構6は、軸物を掴む軸物用チャック機構であり、図7に示すチャック機構700は、箱物を掴む箱物用チャック機構である。チャック機構の構造は図示した構造に限定されるものではなく、他の構造のチャック機構であってもよい。本実施形態では、軸物用チャック機構6と、箱物用チャック機構700とを含む複数のチャック機構の中から任意のチャック機構を着脱可能に構成されている。そして、複数のチャック機構6、700は、回転ユニット5に対する着脱部(被締結部材69及び締結部材80)が共通化されており、これにより、チャック機構6、700の付け替え時の作業性が良好になる。つまり、測定対象物Wを軸物から箱物へ変更する作業がハード面で容易になる。
(Common parts of the chuck mechanism)
The
図6に示すように、回転体52は筐体50側の部材である一方、チャック機構6については、チャック共通部と、チャック変更部とに分けることができる。チャック共通部とは、図5に示すチャック機構6と、図7に示すチャック機構700とで共通な部分である。チャック共通部は回転体52に締結される部分を含んでおり、回転体52に締結される部分が共通であるということは、チャック機構6、700の全てを回転ユニット5側に変更を加えることなく、簡単に着脱できるということであり、利便性が向上する。
As shown in FIG. 6, the rotating
一方、チャック変更部は、図5に示すチャック機構6と、図7に示すチャック機構700とで相違する部分である。チャック機構6とチャック機構700とでは、チャック爪の数が異なるとともに、案内板部65aの溝部の数も異なっている。
On the other hand, the chuck changing section is a different part between the
(測定対象物の構造)
ここで、図8A及び図8Bに基づいて軸物の測定対象物Wの構造について説明するが、これは測定対象物Wの構造を限定するものではない。尚、図1及び図2に示す測定対象物Wと、図8A及び図8Bに示す測定対象物Wとは相違しているが、いずれも測定対象物Wは軸物である。軸物とは、円筒状や円柱状の部分を有する部材であり、具体的には、回転軸、支軸、棒材、筒状部品、加工工具等があり、中実であっても中空であってもよい。
(Structure of object to be measured)
Here, the structure of the measurement target W of the shaft will be explained based on FIGS. 8A and 8B, but this does not limit the structure of the measurement target W. Although the measurement object W shown in FIGS. 1 and 2 is different from the measurement object W shown in FIGS. 8A and 8B, the measurement object W in both cases is a shaft object. A shaft is a member that has a cylindrical or cylindrical part, and specifically includes a rotating shaft, a support shaft, a bar, a cylindrical part, a processing tool, etc., and it may be solid or hollow. It's okay.
測定対象物Wの左側はチャック機構6によって掴む部分である。チャック機構6によって掴まれた状態で、回転ユニット5の回転軸Bと、測定対象物Wの軸芯とは略一致する。測定対象物Wは最も太い大径部W1と、大径部W1よりも細い中間部W2と、中間部W2よりも細い小径部W3とを有している。大径部W1の外周面には、その一部に特徴形状としての平坦面W4が設けられている。平坦面W4は、当該平坦面W4の形成によって断面がD字状になることからDカット面とも呼ばれている。平坦面W4の中央部には、測定対象物Wの軸芯方向に長い溝W4aが形成されている。中間部W2の外周面には、その一部に特徴形状としての第1~第3ピンW5~W7が周方向に互いに間隔をあけて設けられている。小径部W3には、その一部に特徴形状としての第1穴W8、第2穴W9及び溝W10が設けられている。第1穴W8、第2穴W9は貫通穴であるが、貫通していなくてもよい。溝W10は、測定対象物Wの端面に形成されている。
The left side of the object W to be measured is the part that is gripped by the
測定対象物Wの特徴形状となる部分W4~W10は、軸芯方向に互いに間隔をあけて設けられていたり、周方向に互いに間隔をあけて設けられているが、特徴形状の位置、数は特に限定されるものではなく、特徴形状が1つであってもよい。また、特徴形状は、測定時の基準になる場合もあることから基準形状と呼ぶこともできる。 The portions W4 to W10 that are the characteristic shapes of the measurement target W are provided at intervals from each other in the axial direction or at intervals from each other in the circumferential direction, but the position and number of the characteristic shapes are There is no particular limitation, and the number of characteristic shapes may be one. Further, since the characteristic shape may serve as a reference during measurement, it can also be referred to as a reference shape.
また、図9A及び図9Bに示すように、箱物の測定対象物W20であってもよい。測定対象物W20は、直方体に近い形状の箱部W21を有している。特徴形状としては、穴W22、溝W23、ピンW24等が設けられている。 Alternatively, as shown in FIGS. 9A and 9B, the measuring object W20 may be a box. The measurement object W20 has a box portion W21 having a shape close to a rectangular parallelepiped. The characteristic shapes include a hole W22, a groove W23, a pin W24, and the like.
(測定設定モード)
画像寸法測定装置1は、運用前に各種設定を行うための測定設定モードの実行が可能になっている。ユーザが画像寸法測定装置1を立ち上げた後、測定設定モードの実行ボタンを操作することで、測定設定モードが開始される。
(Measurement setting mode)
The image
(軸物の測定設定)
以下の説明では、軸物からなる測定対象物Wの場合について説明する。測定設定モードにおける手順について図10Aに示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップSA1では、特徴形状の指定及びパターン画像の設定を行う。ステップSA1を行う前に、測定対象物Wをチャック機構6で掴んでおく。後述するオートアングル機能の実行時に、特徴形状によるオートアングルと、パターン画像によるオートアングルの2通りがあり、ステップSA1では、特徴形状によるオートアングル時に使用する特徴形状の指定と、パターン画像によるオートアングル時に使用するパターン画像の設定とを行う。特徴形状によるオートアングルと、パターン画像によるオートアングルの両方を行ってもよいし、いずれか一方のみ行ってもよい。特徴形状によるオートアングルのみ行う場合には特徴形状のみ指定すればよく、パターン画像によるオートアングルのみ行う場合にはパターン画像のみ設定すればよい。パターン画像のみ設定した場合は、パターン画像を特徴画像、つまり特徴形状として探索することができる。
(Measurement settings for shaft objects)
In the following description, a case will be described in which the measurement target object W is a shaft object. The procedure in the measurement setting mode will be explained based on the flowchart shown in FIG. 10A. In step SA1 after the start, a characteristic shape is designated and a pattern image is set. Before performing step SA1, the object to be measured W is gripped by the
ステップSA1における具体的な処理について説明すると、始めの段階で、制御ユニット(制御部)3のUI生成部32が図11に示すような設定用ユーザインターフェース画面100を生成し、表示部16に表示させる。設定用ユーザインターフェース画面100には、撮像部15で撮像された測定対象物画像を表示させる画像表示領域100aと、回転ユニット選択領域100bと、測定対象物Wの形状を選択する形状選択部100cと、測定対象物Wの回転角度を設定する角度設定部100dと、撮像ボタン100eとが設けられている。回転ユニット選択領域100bでは、回転ユニット5の使用・不使用を選択することができるようになっており、ユーザが操作部14を操作することで、回転ユニット5の使用と、不使用とを切り替えることができる。本例では、回転ユニット5を使用する場合について説明する。
To explain the specific process in step SA1, at the beginning, the
形状選択部100cは、測定対象物Wが箱物であるか、箱物以外の形状であるかのユーザによる選択を行う部分である。本例では、形状選択部100cにおける選択枝として、「箱物」と「軸物」とを用意しているが、これに限られるものではなく、他の形状を選択枝として用意してもよい。また、「箱物」と「箱物以外」という選択枝であってもよい。ユーザが操作部14を操作して一の選択肢を選択可能になっており、これにより、操作部14は、測定対象物Wが箱物であるか、箱物以外の形状であるかのユーザによる選択操作を受け付けることができる。
The shape selection section 100c is a section where the user selects whether the measurement target object W is a box object or a shape other than a box object. In this example, "box object" and "shank object" are prepared as options in the shape selection section 100c, but the invention is not limited to these, and other shapes may be prepared as options. Alternatively, the options may be "boxed items" and "other than boxed items." The user can operate the
ユーザが「箱物」を選択すると、UI生成部32が箱物用のユーザインターフェース画面を生成し、表示部16に表示させ、一方、ユーザが「軸物」を選択すると、UI生成部32が軸物用のユーザインターフェース画面を生成し、表示部16に表示させる。例えば、箱物を選択した場合には、特徴形状の選択枝が切り替わる、もしくは特定の特徴形状しか選択できなくなるようなユーザインターフェース画面にすることができる。
When the user selects "box item", the
また、角度設定部100dは、ユーザが手動入力で回転ユニット5の回転角度を設定する部分である。また、撮像ボタン100eは、撮像部15の視野範囲にある測定対象物Wを当該撮像部15により撮像させるためのボタンである。ユーザが操作部14によって撮像ボタン100eを操作すると、撮像部15が視野範囲の撮像を開始する。
Further, the angle setting section 100d is a section where the user manually sets the rotation angle of the
ステップSA1においては、図11に示す形状選択部100cにおいて軸物が選択されると、図12に示すように特徴形状選択ウインドウ101をUI生成部32が生成し、設定用ユーザインターフェース画面100に重畳表示させる。ステップSA1では、さらに図12において測定対象物Wの特徴形状を選択する。
In step SA1, when a shaft object is selected in the shape selection section 100c shown in FIG. 11, the
本例では、測定対象物Wの測定要素として特徴形状であるDカット面W4を選択し、そのDカット面W4の寸法を測定する場合について説明する。Dカット面W4の寸法を測定するためには、Dカット面W4を撮像部16に正対させる必要がある。正対とは、Dカット面W4に垂直な線が撮像部15の光軸と平行になることである。また、特徴形状がピンW5~W7の場合にはピンW5~W7を撮像部16に正対させる必要があり、この場合の正対とは、ピンW5~W7の軸線が撮像部15の光軸と平行になることである。また、特徴形状が穴W8、W9の場合には穴W8、W9の開口を撮像部16に正対させる必要があり、この場合の正対とは、穴W8、W9の中心線が撮像部15の光軸と平行になることである。さらに、特徴形状が溝W10の場合には溝W10の端部や開口を撮像部16に正対させる必要がある。尚、キー溝のように軸物の軸方向に延びる溝の場合は、キー溝の開口を撮像部16と正対させる。
In this example, a case will be described in which a D-cut surface W4, which is a characteristic shape, is selected as a measurement element of the measurement object W, and the dimensions of the D-cut surface W4 are measured. In order to measure the dimensions of the D-cut surface W4, it is necessary to directly face the D-cut surface W4 to the
ところが、測定対象物Wをチャック機構6で掴んだ状態では、図11に示すように、Dカット面W4が撮像部15と正対しておらず、正対位置からずれている場合が殆どである。本例に係る画像寸法測定装置1は、特徴形状が撮像部15と正対していなくても、所定の探索アルゴリズムに基づいて特徴形状を自動的に撮像部15と正対させることが可能なオートアングル機能(自動正対化機能)を搭載している。
However, when the measurement target W is gripped by the
探索アルゴリズムを設定するステップが図10Aに示すステップSA2である。オートアングル機能の実行時には、特徴形状の種別に応じた複数の探索アルゴリズムの中から、特徴形状に該当する探索アルゴリズムを実行する。特徴形状の種別に応じた複数の探索アルゴリズムは、予め記憶部4のアルゴリズム記憶部41に記憶させておくことができる。
The step of setting the search algorithm is step SA2 shown in FIG. 10A. When the auto-angle function is executed, a search algorithm corresponding to the feature shape is executed from among a plurality of search algorithms depending on the type of feature shape. A plurality of search algorithms depending on the type of feature shape can be stored in advance in the
まず、オートアングル機能について説明する。オートアングル機能は、図3に示す制御ユニット3が有するオートアングル実行部33によって実行される。オートアングル実行部33は、撮像部15により撮像された複数の測定対象物画像と、各測定対象物画像を撮像したときの測定対象物Wの回転角度とに基づいて、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を算出し、回転ユニット5の回転角度が、算出された回転角度となるように回転ユニット5を制御する部分である。つまり、オートアングル機能は、特徴形状を撮像部15に正対させることができる測定対象物Wの回転角度を探索する機能である。
First, I will explain the auto angle function. The auto-angle function is executed by the auto-
すなわち、オートアングル機能を実行する際、始めに、特徴形状の種別選択を行う。特徴形状選択ウインドウ101には、特徴形状を模式図で示した複数のアイコン101aが設けられている。各アイコン101aには、特徴形状が文字でも表現されている。 That is, when executing the auto angle function, the type of characteristic shape is selected first. The characteristic shape selection window 101 is provided with a number of icons 101a each showing a characteristic shape in schematic form. Each icon 101a also expresses the characteristic shape in text.
ユーザは操作部14を操作して特徴形状選択ウインドウ101内の複数のアイコン101aの中から測定したい特徴形状を示したアイコン101aをクリックする。この操作が特徴形状の種別の選択操作であり、操作部14で受け付けることができる。これにより、図12に示す測定対象物画像(第1の測定対象物画像)上で測定基準に関する情報の入力を受け付けることができる。また、特徴形状の種別の選択操作は、内部的には探索アルゴリズムの設定操作でもある。
The user operates the
特徴形状選択ウインドウ101内の実行ボタン101bを操作すると、オートアングル機能が実行され、まず、測定対象物Wを回転ユニット5によって回転させながら撮像部15が複数回撮像する。これにより、撮像部15は、回転角度が異なる測定対象物Wを撮像して複数の測定対象物画像を生成することができる。各測定対象物画像は、生成後、図3に示す記憶部4の画像記憶部40に記憶され、このとき、各測定対象物画像を撮像したときの測定対象物Wの回転角度が関連付けられて記憶されている。
When the execution button 101b in the characteristic shape selection window 101 is operated, the auto-angle function is executed, and first, the
Dカット面W4を撮像部15に正対させる場合のアルゴリズムについて図13A~Cに基づいて説明する。図13Aは、測定対象物Wを透過照明部13bによって照明した状態で撮像した測定対象物画像を示している。この画像では、Dカット面W4が図の下、即ちDカット面W4と撮像部15の光軸とが平行になっている。このときの測定対象物Wの軸芯と測定対象物画像上におけるDカット面W4との距離をC1とする。図13Bは、測定対象物Wを、Dカット面W4が図13Aに比べて撮像部15に近い側へ回転させた状態で撮像した測定対象物画像であり、このときの測定対象物Wの軸芯と測定対象物画像上におけるDカット面W4との距離をC2とする。距離C1が距離C2よりも短くなる。
An algorithm for arranging the D-cut surface W4 to face the
測定対象物Wの軸芯と測定対象物画像上におけるDカット面W4との距離と、測定対象物Wの回転角度との関係は、図13Cに示す関係となる。グラフにおいて距離が最も短くなる点は、図13Aの状態であり、Dカット面D4が撮像部15と正対しているときには上記距離が最も長くなる。距離が最も短くなる回転角度を探索し、90度回転させることで、Dカット面D4を撮像部15と正対させることができる。このときの回転方向は、グラフから判定することができる。距離C1、C2は、特徴形状が撮像部15と正対しているか否かを示す評価値である。
The relationship between the distance between the axis of the measurement object W and the D-cut plane W4 on the measurement object image and the rotation angle of the measurement object W is as shown in FIG. 13C. The point in the graph where the distance is the shortest is the state shown in FIG. 13A, and the distance is the longest when the D-cut surface D4 is directly facing the
また、ピンW5を撮像部15に正対させる場合のアルゴリズムについて図14A、Bに基づいて説明する。図14Aは、測定対象物Wを軸方向から見ており、便宜上、ピンW5のみ示している。距離Lは、測定対象物Wの軸芯からピンW5の先端までの距離である。図14Bは、距離Lと測定対象物Wの回転角度との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、測定対象物Wを回転させたとき、距離Lがピークとなる部分が2つでき、これら2つのピークの間がピンW5の先端の位置となるので、これに基づいてピンW5を撮像部15と正対させることができる。距離Lは、特徴形状が撮像部15と正対しているか否かを示す評価値である。
Further, an algorithm for arranging the pin W5 to face the
図10Aに示すステップSA3では、特徴形状を撮像部15に正対させる過程で基準角度を決定する。その後、ステップSA4で特徴形状を撮像部15に正対させる。
In step SA3 shown in FIG. 10A, a reference angle is determined in the process of making the characteristic shape face the
オートアングル機能の実行時には、各種パラメータの設定を行うことも可能である。図15は、オートアングル機能の実行前に表示部16に表示するパラメータ設定用ユーザインターフェース画面102を示している。このパラメータ設定用ユーザインターフェース画面102はUI生成部32によって生成される。パラメータ設定用ユーザインターフェース画面102には、撮像部15で撮像された測定対象物画像を表示させる画像表示領域102aと、出力パターン選択部102bと、探索範囲設定部102cと、探索ピッチ設定部102dとが設けられている。
When executing the auto angle function, it is also possible to set various parameters. FIG. 15 shows a parameter setting user interface screen 102 displayed on the
画像表示領域102aでは、探索を実行する領域を指定することができる。図12に示す枠線200のようにして、図15に示す画像表示領域102a上で枠線201を引くことができる。さらに、指定した領域内でどのような測定値を最大または最小化したいかについても設定できる。例えば、線-線測定、円-円測定などの種類を設定できる。 In the image display area 102a, an area to be searched can be specified. A frame line 201 like the frame line 200 shown in FIG. 12 can be drawn on the image display area 102a shown in FIG. 15. You can also set what measurement value you want to maximize or minimize within a specified area. For example, types such as line-to-line measurement and circle-to-circle measurement can be set.
この種類については、図16に示すように、プリセット形状と、測定内容、最大/最小の組み合わせとして予め記憶部4に記憶させておくことができる。これによりユーザの設定の手間を省くことができる。
As shown in FIG. 16, this type can be stored in advance in the
図15に示す出力パターン選択部102bでは、最大と最小の選択枝が設けられており、操作部14によって一方を選択可能になっている。最大を選択すると測定値の最大を探索し、一方、最小を選択すると測定値の最小を探索する。探索範囲設定部102cでは、探索を実行する角度範囲の設定が可能になっている。例えば、基準角度からの角度を設定し、この設定した角度を中心として例えばプラスマイナス90度のようにして角度範囲を設定できる。探索ピッチ設定部102dでは、上記のように設定した角度範囲内での探索ピッチを設定することができ、例えば5度に設定した場合、5度ピッチで探索を実行する。
The output pattern selection section 102b shown in FIG. 15 is provided with maximum and minimum options, and one can be selected using the
評価値は、上述した寸法測定値であってもよいが、例えば予め登録されたテンプレート画像との一致度であってもよい。テンプレート画像は、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度にある測定対象物Wを撮像した画像とすることができる。テンプレート画像を登録した後、測定対象物Wを回転させながら撮像部15で撮像することで、回転角度が異なる測定対象物画像が連続的に複数生成される。これら測定対象物画像の各々に対して、テンプレート画像をパターンサーチにより探索し、一致度の相関値が最も大きい回転角度を特定する。特定された回転角度は、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度となる。
The evaluation value may be the above-mentioned dimension measurement value, but may also be, for example, the degree of matching with a template image registered in advance. The template image may be an image obtained by capturing the measurement object W whose characteristic shape is at a rotation angle that directly faces the
上記パターンサーチにより探索する場合、測定対象物画像ごとに、XY方向の位置サーチを同時に実行した上で相関値を取得することもできる。これにより、測定対象物Wをチャック機構6に装着した直後などのように測定対象物画像上の位置が未知の状態でも、位置サーチと相関値取得とを同時に完了させることができる。
When searching by the pattern search described above, it is also possible to simultaneously execute a position search in the X and Y directions for each measurement object image and then obtain a correlation value. Thereby, even in a state where the position on the measurement target image is unknown, such as immediately after the measurement target object W is mounted on the
また、図17に示すように、測定内容の編集中にオートアングル機能を実行させるウインドウ103を表示部16に表示させることもできる。ウインドウ103は、例えば操作部14の操作によって表示可能になっている。ウインドウ103内の「AA実行」を操作部14の操作によって選択すると、選択ウインドウ103aが表示部16に表示される。選択ウインドウ103aには、特徴形状の種別が表示されており、これらの中からユーザが所望の特徴形状を選択できる。オートアングル実行部33は、選択された特徴形状に対応したアルゴリズムを実行し、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を算出する。
Further, as shown in FIG. 17, a window 103 for executing the auto-angle function can be displayed on the
本例では、図18に示すような箱物の測定対象物W20の場合も、特徴形状を撮像部15と正対させるアルゴリズムを実行可能に構成されている。まず、撮像部15が測定対象物W20を撮像して測定対象物画像(図18に示す)を生成し、表示部16に表示させる。測定対象物画像上で、撮像部15と正対させたい領域をユーザが例えば枠線203により指定する。これは操作部14を用いて指定できる。撮像部15と正対させたい領域は、平面部分である。
In this example, even in the case of a box-like measurement target W20 as shown in FIG. 18, the algorithm is configured to be able to execute an algorithm that causes the characteristic shape to face the
オートアングル実行部33は、枠線203で囲まれた領域のうち、任意の複数点の高さ測定を実行する。高さ測定では、従来の変位測定の手法を用いることができ、接触式の変位センサや光学的な変位センサを使用でき、光学的な変位センサとしては例えばオートフォーカス方式を挙げることができる。測定された高さとXY座標とに基づいて、枠線203で囲まれた領域の面の傾きを求めて、当該面が撮像部15と正対する回転角度を算出する。また、光学的なフォーカス情報から視野内の高さ測定を実行し、測定された高さのエリアマップから枠線203で囲まれた領域の面の傾きを求めることもできる。
The auto-
制御ユニット3は、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を算出した後、算出された回転角度となるように回転ユニット5を制御する。これにより、図19に示すように、Dカット面W4が撮像部15と正対した状態になり、測定対象物Wの方向決めと基準角度の設定が完了する。
The
操作部14によってダイアログを閉じる操作を行うと、制御ユニット3は、測定対象物Wの方向の検出に使用した要素を作成するとともに、ダイアログを閉じた時点の測定対象物Wの回転角度が指定角度(0度)になるように、形状の検出要素を参照した基準角度を自動で設定する。図20Aは、ダイアログを閉じた角度が0度の状態の測定対象物画像を表示するユーザインターフェース画像104であり、測定対象物Wの方向検出に使用した要素はDカット面W4である。また、図20Bは、測定対象物Wの方向検出に使用した要素(本例ではDカット面W4)が90度回転した状態の測定対象物画像を表示するユーザインターフェース画像104である。図20A及び図20Bに示す角度関係を相対的な回転角度情報として記憶部4に記憶しておく。
When the
ステップSA5では測定要素の設定を行う。測定要素の設定を行う際には、回転ユニット5の回転を停止させて、落射照明部13aで測定対象物Wを照明して撮像した落射画像と、透過照明部13bで測定対象物Wを照明して撮像した透過画像とを合成して1つの画像に統合し、図22に示すユーザインターフェース画像104に組み込み、背景画像として表示させる。例えば、Dカット面W4に形成されている溝W4aの幅を測定要素として設定したり、第1穴W8の径や溝W10の幅も測定要素として設定できる。測定要素の設定は、ユーザが操作部14を操作することで実行される。
In step SA5, measurement elements are set. When setting the measurement elements, the rotation of the
ユーザインターフェース画像104には、回転ユニット5の指定角度からの回転角度が数値で表示される数値表示領域104aと、回転ユニット5を操作するコントロール部としての回転操作領域104bと、回転ユニット5の回転角度がバー形式で表示される角度表示領域104cとが設けられている。図20Aでは、測定対象物Wの回転角度が指定角度であるため、数値表示領域104a及び角度表示領域104cには約0度であることが表示されている。一方、図20Bでは、図20Aに示す状態から90度回転しているので、数値表示領域104a及び角度表示領域104cには約90度であることが表示されている。角度表示領域104cには、現在角度を示す角度指示線104dが設けられている。また、角度表示領域104cには、設定情報として記憶部4に記憶されている回転角度を示す基準角度指示部104eが設けられている。角度指示線104dを操作部104によって移動させることもできる。角度指示線104dを移動させると、移動後の角度指示線104dの位置を制御ユニット3が検出する。制御ユニット3は、角度指示線104dの位置に対応した回転角度となるように回転ユニット5を制御して測定対象物Wを回転させることができる。
The
回転操作領域104bには、操作ボタンが設けられている。操作部14によって操作ボタンを操作すると、それを制御ユニット3が検出する。制御ユニット3は、操作されたボタンに応じて回転ユニット5を回転させることができ、回転ユニット5を回転させるときの方向も指定できる。操作ボタンには、測定対象物Wを所定の角度単位で回転させるボタンも含まれている。ここで所定の角度単位について説明する。測定対象物Wとして、90度ごとに異なる面が存在する直方体形状や60度ごとに異なる面が存在する六角柱などが考えられる。このような測定対象物Wを測定する場合、測定対象物Wを、面の向きに合わせて90度あるいは60度ごとに回転させて撮像することで素早く測定することができる。
The
本実施形態では、測定対象物Wの形状に合わせて、60度や90度ごとなどの所定の角度単位で回転ユニットが制御できるように、指定を行う。所定の角度単位として60度や90度を例示したが、所定の角度単位はこれに限定されない。所定の角度単位は、回転ユニット5が測定対象物Wを回転させうる最小の角度、つまり最小の角度単位よりも大きければ任意の大きさであってよい。
In this embodiment, specifications are made so that the rotation unit can be controlled in predetermined angular units, such as every 60 degrees or 90 degrees, in accordance with the shape of the object W to be measured. Although 60 degrees and 90 degrees are illustrated as the predetermined angular units, the predetermined angular units are not limited thereto. The predetermined angular unit may be any size as long as it is larger than the minimum angle at which the
この実施形態では所定の角度単位を90度としているので、操作ボタンを1回操作することで測定対象物Wを90度回転させ、2回操作することで測定対象物Wを180度回転させることができる。操作部14によって操作ボタンを操作することで、測定対象物Wを90度単位で回転させる指示を行うことができる。所定の角度単位は、90度を複数に分割した角度、例えば30度や45度であってもよい。所定の角度単位が30度の場合であっても45度の場合であっても、90度ごとに測定対象物Wの画像を生成することができる。
In this embodiment, the predetermined angle unit is 90 degrees, so one operation of the operation button rotates the measurement object W by 90 degrees, and two operations rotates the measurement object W by 180 degrees. I can do it. By operating an operation button using the
回転ユニット5の操作は、回転操作領域104bの操作以外にも、上述した手動調整ノブ55による操作が可能であるとともに、展開画像上における位置指定による操作も可能である。展開画像の一例を図21A、Bに示す。展開画像は、測定対象物Wを回転させながら複数回撮像して生成された元画像における中央部を切り取って被連結画像とし、複数の被連結画像を連結することにより、測定対象物Wを展開した形状を示す画像である。この展開画像を表示部16に表示させることで、展開画像上で、ユーザが所望の位置を例えば操作部14であるマウスでクリックすると、クリックした位置が画面の中央に表示するように、ステージ12を移動させるとともに、回転ユニット5を制御する。図21Bに示すように、展開画像に測定値を表示させることもできる。
In addition to operating the
また、測定基準に関する情報の入力を受け付ける測定対象物画像は図12に示す第1の測定対象物画像であるのに対し、測定要素を設定する画像は図22に示す画像、即ち第1の測定対象物画像とは異なる回転角度で撮像された第2の測定対象物画像である。 Furthermore, the measurement object image that accepts the input of information regarding the measurement standard is the first measurement object image shown in FIG. 12, whereas the image for setting measurement elements is the image shown in FIG. 22, that is, the first measurement object image. This is a second measurement object image captured at a rotation angle different from that of the object image.
図23は、回転角度が90度の場合の測定対象物画像であり、図22に示す測定対象物画像と同様に落射画像と透過画像とを合成した画像である。図23では、測定要素として第2穴W9の径を設定した例を示している。 FIG. 23 is an image of the object to be measured when the rotation angle is 90 degrees, and is an image obtained by combining a reflected image and a transmitted image, similar to the image of the object to be measured shown in FIG. 22. FIG. 23 shows an example in which the diameter of the second hole W9 is set as the measurement element.
測定対象物Wを回転させる操作は、回転操作領域104bの操作ボタンを操作してもよいし、オートアングル機能を利用してもよい。オートアングル機能を利用する際には、図17に示すウインドウ103を表示部16に表示させて特徴形状の選択を可能にしてもよい。
The measurement target object W may be rotated by operating an operation button in the
図24A及び図24Bは、2つの測定要素間の寸法の測定する場合を説明する図である。尚、この例では、測定対象物Wに第1穴W8及び第2穴W9の間に、第3穴W11が設けられており、第1穴W8及び第2穴W9の軸芯と、第3穴W11の軸芯とが直交する関係になっている。 FIGS. 24A and 24B are diagrams illustrating a case in which a dimension between two measurement elements is measured. In this example, a third hole W11 is provided between the first hole W8 and the second hole W9 in the object W to be measured, and the axes of the first hole W8 and the second hole W9 are aligned with the third hole W11. The axis of the hole W11 is perpendicular to the axis of the hole W11.
図24Aは、回転角度が0度の場合の第1測定要素(第1穴W8)の設定内容の例を示しており、この第1穴W8は第1の測定対象物画像上で設定される。図24Bは、回転角度が90度の場合の第2測定要素(第3穴W11)の設定内容の例を示しており、この第3穴W11は、第1測定要素を設定した測定対象物画像の回転角度とは異なる第2の測定対象物画像上で設定される。第1穴W8及び第3穴W11を測定要素として設定することで、第1穴W8の軸芯と第3穴W11の軸芯との寸法を測定することができる。尚、第1測定要素及び第2測定要素を設定する際に用いる測定対象物画像の回転角度の相違は、90度に限られるものではなく、各測定要素が撮像部15と正対する回転角度にあればよい。また、測定要素の設定の際、任意の回転角度で測定要素を設定してもよい。図10AのステップSA6で記載している3つの設定のうち、角度0度での測定要素設定と、異なる回転角度上の測定要素間の測定設定は必須ではない。
FIG. 24A shows an example of the settings of the first measurement element (first hole W8) when the rotation angle is 0 degrees, and this first hole W8 is set on the first measurement object image. . FIG. 24B shows an example of the setting contents of the second measurement element (third hole W11) when the rotation angle is 90 degrees, and this third hole W11 is an image of the measurement object for which the first measurement element is set. The rotation angle is set on the second measurement object image different from the rotation angle. By setting the first hole W8 and the third hole W11 as measurement elements, it is possible to measure the dimensions between the axis of the first hole W8 and the axis of the third hole W11. Note that the difference in the rotation angle of the measurement object image used when setting the first measurement element and the second measurement element is not limited to 90 degrees, but may be different from the rotation angle at which each measurement element directly faces the
以上のようにして図10Aに示すフローチャートのステップSA5が完了すると、ステップSA6に進み、位置補正用パターン画像登録を行う。パターン画像登録を行う際には、図25に示すパターン画像登録のユーザインターフェース画面105を表示部16に表示させる。ユーザインターフェース画面105には、透過照明部13bで測定対象物Wを照明して撮像した透過画像を表示させる画像表示領域105aが設けられている。
When step SA5 of the flowchart shown in FIG. 10A is completed as described above, the process proceeds to step SA6, and position correction pattern image registration is performed. When registering a pattern image, a user interface screen 105 for pattern image registration shown in FIG. 25 is displayed on the
画像表示領域105aには、パターンサーチを実行する範囲を示すサーチ範囲枠206と、パターン画像として登録する範囲を示す登録範囲枠207とが透過画像に重畳表示される。サーチ範囲枠206及び登録範囲枠207の位置、大きさは、ユーザが操作部104を操作することによって任意に設定できる。操作部104を操作することで、登録範囲枠207により測定対象物Wの任意の部分を囲むことができ、これにより、測定対象物Wの任意の部分をパターン画像として登録できるとともに、パターン画像の位置情報も登録できる。
In the image display area 105a, a search range frame 206 indicating a range for performing a pattern search and a registration range frame 207 indicating a range to be registered as a pattern image are displayed superimposed on the transparent image. The positions and sizes of the search range frame 206 and the registration range frame 207 can be arbitrarily set by the user by operating the
ユーザインターフェース画面105には、撮像角度を選択する選択部105bが設けられている。選択部105bでは、開始時の角度で撮像した画像でパターンサーチを行うか、測定対象物Wを1周回転させながら撮像した画像でパターンサーチを行うか、指定した範囲で回転させながら撮像した画像でパターンサーチを行うかのいずれかを選択できる。 The user interface screen 105 is provided with a selection section 105b for selecting an imaging angle. The selection unit 105b performs a pattern search using an image captured at the starting angle, performs a pattern search using an image captured while rotating the measurement target W once, or performs a pattern search using an image captured while rotating the measurement target W within a specified range. You can choose to perform a pattern search using .
以上のようにして図10Aに示すフローチャートのステップSA6が完了すると、ステップSA7に進み、測定設定を記憶部4に記憶させる。このステップSA7では、測定要素及び相対回転角度を記憶させる。つまり、測定要素の設定された回転角度が基準角度から相対的に何度回転しているかを記憶させる。さらに、ステップSA7では、ステップSA6で設定した位置補正用パターン画像も記憶させる。
When step SA6 of the flowchart shown in FIG. 10A is completed as described above, the process proceeds to step SA7, and the measurement settings are stored in the
(正対化詳細フロー)
設定時の処理は図10Aに示す手順に限られるものではなく、例えば図10Bに示すフローチャートに示す手順であってもよい。図10Bに示すフローチャートのステップSA11では特徴形状を指定する。この特徴形状の指定は図10AのステップSA1の特徴形状の指定と同様にすることができる。特徴形状ではなく、測定対象物Wのパターン画像のみを設定してもよい。この場合、次のステップSA12では、探索する角度範囲のみ探索することになる。特徴形状の指定と、パターン画像の設定のどちらでもよい。
(Detailed flow of normalization)
The processing at the time of setting is not limited to the procedure shown in FIG. 10A, but may be, for example, the procedure shown in the flowchart shown in FIG. 10B. In step SA11 of the flowchart shown in FIG. 10B, a characteristic shape is specified. The designation of this feature shape can be similar to the designation of the feature shape in step SA1 in FIG. 10A. Instead of the characteristic shape, only the pattern image of the measurement object W may be set. In this case, in the next step SA12, only the angle range to be searched is searched. Either designation of a characteristic shape or setting of a pattern image may be used.
ステップSA12では、評価項目、即ち探索アルゴリズムを設定する。評価項目は、図10AのステップSA2で説明したように、特徴形状の種別を選択すると、自動的に設定されるようにしてもよいし、特徴形状の種別の選択操作とは切り離して独自に設定するようにしてもよい。 In step SA12, evaluation items, that is, search algorithms are set. As explained in step SA2 of FIG. 10A, the evaluation items may be set automatically when the type of feature shape is selected, or they may be set independently from the selection operation of the type of feature shape. You may also do so.
ステップSA12では、特徴形状である例えばDカット面W4の存在する領域設定を行うことができる。例えば、ユーザは、表示部16に表示された測定対象物画像上でDカット面W4の存在する領域を指定する。Dカット面W4以外の特徴形状であってもよく、特徴形状の存在する領域を指定すればよい。具体的には、図12に示すように、特徴形状である例えばDカット面W4が存在する領域を囲むように枠線200を引く。枠線200を引く操作としては、例えばマウス等を利用して斜めにドラッグ操作する方法があるが、これに限られるものではない。特徴形状が存在する領域の指定は、操作部14によって受け付けられる。特徴形状が存在する領域の指定が受け付けられると、当該領域の位置及び大きさを取得する。例えば、1つの測定対象物Wに複数の特徴形状が含まれていることがあり、その中でDカット面W4のみ寸法測定したい場合がある。この場合、Dカット面W4のみ撮像部15と正対させればよいので、ユーザが、その特徴形状が存在する領域を上述のようにして指定すると、他の特徴形状との正対化は考慮されることなく、Dカット面W4のみ撮像部15と正対させることができる。特徴形状が存在する領域の指定は複数であってもよい。
In step SA12, it is possible to set a region where a characteristic shape, for example, the D-cut surface W4 exists. For example, the user specifies the area where the D-cut plane W4 exists on the measurement target object image displayed on the
ステップSA12では、特徴形状の探索を行う角度範囲の指定を行うこともできる。例えば、現在表示されている測定対象物Wの回転角度を基準として回転角度範囲を指定する。この指定操作は操作部14によって受け付けられる。例えば、1つの測定対象物WにピンW5~W7のように特徴形状が周方向に互いに間隔をあけて存在していることがあり、その中で、ピンW5のみ寸法測定したい場合がある。この場合、ピンW5のみ撮像部15と正対させればよいので、ユーザが、ピンW5が存在する角度範囲を指定すると、他の特徴形状との正対化は考慮されることなく、ピンW5のみ撮像部15と正対させることができる。
In step SA12, it is also possible to specify an angular range in which to search for a characteristic shape. For example, the rotation angle range is specified based on the rotation angle of the currently displayed measurement target object W. This designation operation is accepted by the
探索設定が完了すると、ステップSA13に進んで探索設定を記憶部4に記憶させる。その後、ステップSA14及びSA15に進む。すなわち、本例では、測定対象物Wが回転ユニット5によって回転することに着目した探索手法も適用可能となっている。例えば、撮像部15が、センサーの一辺からもう一辺へとライン毎に画像を順次スキャンするローリングシャッターの場合、測定対象物Wを回転させながら撮像すると測定対象物画像が歪む現象が生じる。このような歪んだ測定対象物画像に基づいて、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を探索すると精度の低下を招くおそれがある。反面、測定対象物Wを回転させながら撮像した測定対象物画像に基づくことで、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度の探索時間の短縮が可能になるという利点もある。
When the search settings are completed, the process proceeds to step SA13 and the search settings are stored in the
この画像寸法測定装置1では、探索時間を短縮しながら探索精度を高めることが可能な探索処理が実行可能に構成されている。すなわち、撮像部15は、回転中の測定対象物Wを複数回撮像して得た複数の回転時画像と、回転を停止させた測定対象物Wを複数回撮像して得た複数の停止時画像とを測定対象物画像として生成する。ステップSA14において、オートアングル実行部33は、始めに、複数の回転時画像に基づいて、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度の粗サーチを実行する。この粗サーチにより、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度が存在する可能性の相対的に高い回転角度範囲を特定できる。その後、ステップSA15では、ステップSA14の粗サーチで特定された回転角度範囲において、複数の停止時画像に基づいて精密サーチを実行し、特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を算出する。粗サーチを実行する回転角度範囲やピッチは変更可能にすることもできる。また、測定対象物Wが回転した状態であると振れが存在するので、その振れ量を検出して除去するアルゴリズムを適用することもできる。尚、ステップSA14の粗サーチを省略してもよい。
This image
その後、ステップSA16では、図10Aに示すステップSA3と同様に特徴形状を撮像部15に正対させる過程で基準角度を決定する。基準角度は、特徴形状が撮像部15に正対する時の角度であってもよいし、ステップSA12で設定した評価項目の評価値に特徴が現れる角度であってもよい。
Thereafter, in step SA16, a reference angle is determined in the process of making the characteristic shape face the
ステップSA17では、特徴形状が撮像部15に正対する角度を算出する。次いで、ステップSA18で図10Aに示すステップSA4と同様に特徴形状を正対化させる。尚、ステップSA18の後は、図10AのステップSA5~SA7の処理を実行することができる。
In step SA17, the angle at which the characteristic shape faces the
(箱物の測定設定)
箱物の測定設定を行う場合には、図10Aに示すフローチャートのステップSA1において、図11に示す設定用ユーザインターフェース画面100上で「箱物」を選択する。その後、図12に示す特徴形状選択ウインドウ101内の「幅最小」を選択する。また、軸物の場合と同様に、探索を実行する領域を指定する。オートアングル実行部33は、評価値としての幅が最小となる回転角度を探索して特徴形状が撮像部15と正対する回転角度を算出する。
(Measurement settings for box items)
When configuring measurement settings for a boxed object, in step SA1 of the flowchart shown in FIG. 10A, "boxed object" is selected on the setting user interface screen 100 shown in FIG. 11. Thereafter, "minimum width" is selected in the feature shape selection window 101 shown in FIG. 12. Also, as with the case of axed objects, specify the area in which the search is to be performed. The auto-
制御ユニット3は、操作部14によって箱物が選択された場合に、測定対象物W20を90度単位で回転させるように回転ユニット5を制御する。箱物の場合、例えば直方体形状を有していることが多く、測定対象物W20を90度単位で回転させることで、当該直方体の4つの側面をそれぞれ撮像部15により撮像することが可能になる。ある測定対象物画像を撮像したときの回転角度を0度としたとき、次の測定対象物画像を撮像するときの回転角度は、90度であってもよいし、180度であってもよいし、270度であってもよい。また、90度だけ回転させて停止させること、180度連続回転させて停止させること、270度連続回転させて停止させることも、90度単位で回転させることに含まれる。
The
図26Aは、ダイアログを閉じた角度が0度の状態の測定対象物画像を表示するユーザインターフェース画像104である。また、図26Bは、測定対象物Wの方向検出に使用した要素が180度回転した状態の測定対象物画像を表示するユーザインターフェース画像104である。以上のようにして図10Aに示すフローチャートのステップSA1を実行できる。
FIG. 26A is a
ステップSA2では、基本的には軸物の場合と同様に、測定対象物画像である背景画像を表示させた状態で、回転角度が0度のときの測定要素(表面の測定要素)と、回転角度が180度のときの測定要素(裏面の測定要素)とを個別に設定することができる。回転角度が0度のときの測定要素を第1測定要素とし、回転角度が180度のときの測定要素を第2測定要素とすることで、第1測定要素と第2測定要素間の寸法を測定することができる。 In step SA2, basically, as in the case of a shaft object, with the background image that is the image of the object to be measured displayed, the measurement element when the rotation angle is 0 degrees (the measurement element on the surface) and the rotation angle The measurement element when is 180 degrees (the measurement element on the back side) can be set separately. By setting the measurement element when the rotation angle is 0 degrees as the first measurement element and the measurement element when the rotation angle is 180 degrees as the second measurement element, the dimension between the first measurement element and the second measurement element can be calculated. can be measured.
図26Aに示す背景画像を第1の測定対象物画像(表面画像)とした場合、図26Bに示す背景画像は、第1の測定対象物画像を取得した回転角度から180度回転させた測定対象物を撮像した第2の測定対象物画像(裏面画像)となる。図26Aに示す背景画像と、図26Bに示す背景画像のそれぞれに第1のXY座標系(表側座標系)及び第2のXY座標系(裏側座標系)を設定することができる。第1のXY座標系と、第2のXY座標系とを相互に変換して第1測定要素と第2測定要素間の寸法を測定することができる。具体的には、第1のXY座標系と、第2のXY座標系とを相互に変換するための行列を求めればよい。例えば、裏面画像の表示中には、表面の測定要素を上記行列で変換することで表面の測定要素も裏面画像にずれなく表示することができ、指定も可能になる。表面画像の表示中には裏面の測定要素に対して同様の変換を行えばよい。これにより、回転角度が180度異なる測定要素間の寸法測定をずれなく行うことができる。 When the background image shown in FIG. 26A is the first measurement object image (surface image), the background image shown in FIG. 26B is the measurement object rotated 180 degrees from the rotation angle at which the first measurement object image was acquired. This becomes a second measurement object image (back side image) obtained by capturing an image of the object. A first XY coordinate system (front side coordinate system) and a second XY coordinate system (back side coordinate system) can be set for each of the background image shown in FIG. 26A and the background image shown in FIG. 26B. The dimension between the first measurement element and the second measurement element can be measured by mutually converting the first XY coordinate system and the second XY coordinate system. Specifically, a matrix for mutually converting the first XY coordinate system and the second XY coordinate system may be found. For example, while the back side image is being displayed, by converting the front side measurement elements using the above matrix, the front side measurement elements can also be displayed without deviation from the back side image, and can also be specified. While displaying the front surface image, similar conversion may be performed on the measurement elements on the back surface. Thereby, dimensions can be measured between measurement elements whose rotation angles differ by 180 degrees without deviation.
また、第1の測定対象物画像における測定対象物Wの輪郭と、第2の測定対象物画像における測定対象物Wの輪郭とに基づいて、第1の測定対象物画像及び第2の測定対象物画像を相互変換して表面の測定要素と裏面の測定要素間の寸法を測定することもできる。 Further, the first measurement object image and the second measurement object image are determined based on the outline of the measurement object W in the first measurement object image and the outline of the measurement object W in the second measurement object image. It is also possible to mutually convert object images to measure the dimensions between the measurement elements on the front surface and the measurement elements on the back surface.
表面の測定要素の形状と、裏面の測定要素の形状とを表示部16に同時に表示させることができる。この場合、表面の測定要素と、裏面の測定要素とを異なる表示形態で表示させることができる。異なる表示形態としては、例えば、表面の測定要素と、裏面の測定要素とで色を変える、線種を変える等を挙げることができる。
The shape of the measurement element on the front surface and the shape of the measurement element on the back surface can be simultaneously displayed on the
(連続測定モード)
画像寸法測定装置1は、上記測定設定モードの後、連続測定モードの実行が可能になっている。ユーザが連続測定モードの実行ボタンを操作することで、連続測定モードが開始される。連続測定モードは、複数の測定対象物Wを順次測定するモードであり、画像寸法測定装置1の運用モードと呼ぶこともできる。
(Continuous measurement mode)
The image
(軸物の連続測定)
以下の説明では、軸物からなる測定対象物Wの場合について説明する。連続測定モードにおける手順について図27に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップSB1では測定の設定を行う。具体的には、上記測定設定モードで複数の設定が行われて複数の設定内容が記憶部4に記憶されている場合、その中から連続測定を行う設定ファイルを選択し、実行する。
(Continuous measurement of shaft objects)
In the following description, a case will be described in which the measurement target object W is a shaft object. The procedure in continuous measurement mode will be explained based on the flowchart shown in FIG. 27. In step SB1 after the start, measurement settings are made. Specifically, when a plurality of settings are performed in the measurement setting mode and a plurality of setting contents are stored in the
また、測定対象物Wをチャック機構6に装着する。測定対象物Wをチャック機構6に装着した段階では、機械角度(画像寸法測定装置1で規定されている回転角度)と、測定対象物Wの回転角度との関係が不定である。また、測定設定時と、連続測定時とでは、測定対象物Wのチャック機構6に対する装着誤差が生じていることもある。
Further, the object to be measured W is mounted on the
ステップSB1が終わるとステップSB2に進む。ステップSB2では、測定対象物Wの位置及び向きを確認する。このとき、図28Aに破線で示すように、位置決めガイド208を測定対象物画像に重畳表示させてもよい。位置決めガイド208としては、例えばパターン画像を半透明にした画像を用いることや、当該画像の輪郭線等を用いることができる。また、測定設定時にパターン画像と同じ角度で撮像した落射画像があればパターン画像と落射画像の合成画像を半透明にして重畳表示することもできる。図中の符号209で示す枠線は、パターン画像の領域である。
When step SB1 is finished, the process advances to step SB2. In step SB2, the position and orientation of the measurement target object W are confirmed. At this time, as shown by the broken line in FIG. 28A, the
位置決めガイド208と、測定対象物Wとが一致するように、ユーザは測定対象物Wの回転角度を調整することができる。測定対象物Wの回転角度の調整は、手動調整ノブ55を回転させることによって行うことができる。図28Bは、測定対象物Wの回転角度の調整が完了した状態を示している。尚、パターン画像の登録時に、測定対象物Wを1周回転させる設定を選択している場合には、測定対象物Wの方向を調整する必要はない。
The user can adjust the rotation angle of the measurement target W so that the
ステップSB2が終わるとステップSB3に進み、連続測定で設定した条件と、測定設定で保持した各情報に基づいて、現在の測定対象物Wに対して測定設定の測定を自動で行う。まず、ステップSB4でパターンサーチを実行する。具体的には、図3に示すパターンサーチ実行部34が、撮像部15により撮像された測定対象物画像を用いて、予め登録されているパターン画像を探索するパターンサーチを実行する。例えば、パターンサーチ実行部34は、撮像部15により異なる回転角度で測定対象物を撮像した複数の測定対象物画像を用いてパターンサーチを実行し、登録されたパターン画像との一致度が最も高くなる回転角度を特定する。このとき、設定されている角度範囲内でパターン画像と最も一致度の高い回転角度を検出することができる。測定対象物Wを回転させるので、回転パターンサーチと呼ぶことができる。
When step SB2 is completed, the process proceeds to step SB3, where the current measurement object W is automatically measured in the measurement settings based on the conditions set in the continuous measurement and each piece of information held in the measurement settings. First, a pattern search is executed in step SB4. Specifically, the pattern
回転パターンサーチが終わるとステップSB5に進む。ステップSB5では、ステップSB4で特定された回転角度の測定対象物画像において、パターン画像とのずれ量を検出する。その後、検出されたずれ量及び位置情報に基づいて、検出されたずれ量と同じ量だけ測定要素の位置を補正する。これは位置補正処理である。 When the rotation pattern search is completed, the process advances to step SB5. In step SB5, the amount of deviation from the pattern image is detected in the measurement object image at the rotation angle specified in step SB4. Thereafter, based on the detected amount of deviation and position information, the position of the measurement element is corrected by the same amount as the detected amount of deviation. This is position correction processing.
位置補正処理が終わるとステップSB6に進む。ステップSB6では、オートアングル機能を実行する。例えば、測定設定の基準角度設定で指定した特徴形状を使用し、オートアングル機能によって測定対象物Wの方向を検出する。以下の式で得られる角度を中心として機械角度範囲内で測定を行うことができる。 When the position correction process is completed, the process advances to step SB6. In step SB6, an auto angle function is executed. For example, the direction of the object W to be measured is detected by the auto-angle function using the characteristic shape specified in the reference angle setting of the measurement settings. Measurements can be made within the mechanical angle range around the angle obtained by the following formula.
連続測定時におけるパターンサーチ検出角度+測定設定時におけるオートアングル角度-測定設定時におけるパターン画像撮像角度
ステップSB6でオートアングル機能による測定対象物Wの方向の検出が終わるとステップSB7に進み、基準角度及び測定角度を算出する。例えば、測定設定時における特徴形状及び基準角度のオフセット量に基づいて連続測定時における基準角度が機械角度で何度になるかを算出する。つまり、基準となる回転角度を特定し、記憶部4に記憶されている基準となる回転角度に対する相対的な回転角度(オフセット量)に基づいて、測定要素を測定するための測定角度を算出する。
Pattern search detection angle during continuous measurement + Auto angle angle during measurement settings - Pattern image imaging angle during measurement settings When the auto angle function finishes detecting the direction of the measurement target W in step SB6, the process proceeds to step SB7, where the reference angle and calculate the measurement angle. For example, the mechanical angle of the reference angle during continuous measurement is calculated based on the characteristic shape and the offset amount of the reference angle at the time of measurement setting. In other words, the reference rotation angle is specified, and the measurement angle for measuring the measurement element is calculated based on the rotation angle (offset amount) relative to the reference rotation angle stored in the
測定角度を算出した後、ステップSB8に進む。ステップSB8では、制御ユニット3が、ステップSB7で算出された測定角度となるように回転ユニット5を制御する。これにより、測定対象物Wの回転角度が測定角度になる。
After calculating the measurement angle, the process advances to step SB8. In step SB8, the
回転ユニット制御が終わるとステップSB9に進み、測定要素を測定する。ステップSB9では、まず、回転ユニット5が測定角度となったときに、撮像部15により測定対象物Wを撮像して測定対象物画像を生成する。これにより、測定要素を測定することができる。
When the rotation unit control is completed, the process proceeds to step SB9, and the measurement element is measured. In step SB9, first, when the
測定対象物画像の生成後、図3に示すエッジ抽出部30が測定対象物画像に対して画像処理を実行することにより、測定対象物Wの特徴形状のエッジを抽出する。エッジ抽出部30から出力されたエッジ情報は計測部31に入力され、計測部31は、測定対象物画像に基づいて、測定要素の寸法を測定する測定処理を実行する。
After the measurement object image is generated, the
測定処理が終わるとステップSB10に進んで表示処理を実行する。表示処理では、図29に示すような測定結果表示用のユーザインターフェース画像110をUI生成部32が生成し、制御ユニット3が当該ユーザインターフェース画像110を表示部16に表示させる。ユーザインターフェース画像110には、第1画像表示領域110aと、第2画像表示領域110bと、第3画像表示領域110cと、結果表示領域110dとが設けられている。第1画像表示領域110aには、回転角度が0度のときの測定対象物画像を表示し、第2画像表示領域110bには、回転角度が90度のときの測定対象物画像を表示することができる。つまり、第1画像表示領域110aと第2画像表示領域110bには、回転角度が異なる測定対象物画像を表示することができる。
When the measurement process is finished, the process advances to step SB10 to execute display process. In the display process, the
第3画像表示領域110cには、1または2以上の測定要素と、各測定要素の寸法線、測定値等が測定対象物画像に重畳表示される。第3画像表示領域110cは、第1画像表示領域110a及び第2画像表示領域110bよりも大きく設定されている。 In the third image display area 110c, one or more measurement elements, dimension lines, measurement values, etc. of each measurement element are displayed superimposed on the measurement object image. The third image display area 110c is set larger than the first image display area 110a and the second image display area 110b.
結果表示領域110dには、各測定要素の名称、測定値、判定が表示されている。判定は、測定値が予め設定された値の範囲から外れているか否かを示すものであり、例えばOK、NG等で表示することができる。表示される判定には、測定要素ごとの判定結果と、それらを総合した総合判定結果とを含むことができる。 The name, measured value, and determination of each measurement element are displayed in the result display area 110d. The determination indicates whether or not the measured value is outside a preset value range, and can be displayed as OK, NG, etc., for example. The displayed judgments can include judgment results for each measurement element and a comprehensive judgment result that combines them.
(機械角度での測定)
測定対象物Wをチャック機構6に着脱するたびに測定対象物Wとチャック機構6との相対的な回転角度は異なる。このことに対し、以下のステップを経ることで測定誤差を無くすことができる。
(Measurement at mechanical angle)
Each time the measurement object W is attached to and removed from the
すなわち、このステップにおける処理は、チャック機構6が特定の角度になった状態でしか測定できない箇所を測定したい場合に有効である。例えば、測定対象物Wの全長を測定したい場合には、測定対象物Wのチャック機構6側の端面を撮像する必要があるが、そもそも、測定対象物Wのチャック機構6側の端面はチャック機構6によって掴まれているため撮像できない。ところが、チャック機構6は、図5に示すように3つのチャック爪61~63が間隔をあけて設けられているので、回転角度によってはチャック爪61~63の間から測定対象物Wのチャック機構6側の端面が見えることがあり、この回転角度にあるときに撮像部15が撮像を実行することで、測定対象物Wのチャック機構6側の端面を撮像し、画像として取得できる。
That is, the process in this step is effective when it is desired to measure a location that can only be measured when the
これを実現するべく、測定設定で測定対象物Wの測定を行う際に、機械角度を指定することにより、測定する角度を指定する手段を設ける。これにより、測定対象物Wとチャック機構6との相対的な回転角度に関わらず、同じ機械角度で測定が可能になる。具体的には、測定設定時に、回転角度を指定する際に、基準として機械角度を選択可能にし、この機械角度を指定することができるようにする。この操作は、ユーザが操作部14を操作することによって実現できる。
In order to realize this, means is provided for specifying the angle to be measured by specifying the mechanical angle when measuring the object W to be measured in the measurement settings. Thereby, regardless of the relative rotation angle between the measurement object W and the
図30は、機械基準要素を含まない設定での測定角度の説明図である。測定設定時と連続測定時で測定対象物Wとチャック機構6との相対的な回転角度が異なっても基準角度と機械角度の差が変わるだけで各要素間の相対角度は変わらない。
FIG. 30 is an explanatory diagram of a measurement angle in a setting that does not include a mechanical reference element. Even if the relative rotation angle between the measurement object W and the
一方、図31は、機械基準要素を含む設定での測定角度の説明図である。要素4が機械角度0度で指定している場合を示している。図30に示す場合と同様に、測定設定時と連続測定時で測定対象物Wとチャック機構6との相対的な回転角度が異なっても基準角度と機械角度の差が変わるだけで各要素間の相対角度は変わらないが、機械角度で指定している要素は基準角度に関わらず同じ機械角度で測定を行うことができる。
On the other hand, FIG. 31 is an explanatory diagram of a measurement angle in a setting including a mechanical reference element. This shows a case where
(箱物の連続測定)
箱物の連続測定モードの処理の流れは軸物の連続測定モードと基本的には同じである。以下、軸物と異なる部分について詳しく説明する。
(Continuous measurement of boxed items)
The processing flow in the continuous measurement mode for boxed objects is basically the same as the continuous measurement mode for shafted objects. Below, the parts that are different from the shaft will be explained in detail.
箱物の連続測定モードにおいても図27に示すフローチャートのステップSB1で測定の設定を行い、このとき、連続測定を行う設定ファイルを選択する。箱物の測定対象物W20を箱物のチャック機構700に装着した段階では、機械角度と、測定対象物W20の角度とが不定であるが、このとき、箱物のチャック機構700は、チャック爪が第1、第2チャック爪601、602の2つであるため、装着角度が90度単位でばらつく場合が多い。また、測定設定時と、連続測定時とでは、測定対象物W20の装着位置、傾きが異なっていることがある。
Also in the continuous measurement mode for boxed goods, measurement settings are made in step SB1 of the flowchart shown in FIG. 27, and at this time, a setting file for continuous measurement is selected. At the stage when the box object to be measured W20 is attached to the box
その後、ステップSB2では、ユーザは手動調整ノブ55を回転させて2方向以上で測定対象物W20が同じ位置・角度で装着できているかを確認し、測定対象物W20の向きや測定対象物W20の装着位置を調整する。このとき、図28Aに示すような位置決めガイドを測定対象物画像に重畳表示させることができる。
After that, in step SB2, the user rotates the
次いで、ステップSB3、SB4を経てステップSB5に進む。ステップSB5では、パターンサーチの結果を反映させて位置合わせを行う。このとき、パターン画像を撮像したときの回転角度(θ)と異なる回転角度に位置している測定要素は、Δθに応じたずれ量を補正する。X方向はΔX、Y方向はΔy*cos(Δθ)、Z方向はΔy*sin(Δθ)の補正量となる。ステップSB6~SB10は軸物の場合と同様である。 Next, the process proceeds to step SB5 via steps SB3 and SB4. In step SB5, positioning is performed by reflecting the pattern search results. At this time, the measurement element located at a rotation angle different from the rotation angle (θ) when the pattern image was captured corrects the amount of deviation according to Δθ. The correction amount is ΔX in the X direction, Δy*cos (Δθ) in the Y direction, and Δy*sin (Δθ) in the Z direction. Steps SB6 to SB10 are the same as in the case of the shaft.
連続測定時には、回転角度が180度異なる2つの測定要素間の寸法を測定できるだけでなく、回転角度が90度異なる2つの測定要素間の寸法を測定することもできる。 During continuous measurement, it is possible not only to measure dimensions between two measurement elements whose rotation angles differ by 180 degrees, but also to measure dimensions between two measurement elements whose rotation angles differ by 90 degrees.
(表示形態)
図29に示すユーザインターフェース画像110では、第1画像表示領域110aに表示される測定対象物画像と、第2画像表示領域110bに表示される測定対象物画像の左右方向の位置を揃えて上下に並べて表示している。左右の位置を揃える際には、例えば画面の縦に延びる水平仮想線を想定し、第1画像表示領域110aに表示される測定対象物画像の左端と、第2画像表示領域110bに表示される測定対象物画像の左端とが水平仮想線上に位置するようにすればよい。
(Display format)
In the user interface image 110 shown in FIG. 29, the measurement object image displayed in the first image display area 110a and the measurement object image displayed in the second image display area 110b are aligned vertically and vertically. They are displayed side by side. When aligning the left and right positions, for example, assuming a horizontal virtual line extending vertically on the screen, the left end of the measurement object image displayed in the first image display area 110a and the image displayed in the second image display area 110b are aligned. The left end of the measurement target object image may be located on the horizontal virtual line.
また、図示しないが、第1画像表示領域110aに表示される測定対象物画像と、第2画像表示領域110bに表示される測定対象物画像の上下方向の位置を揃えて左右に並べて表示してもよい。上下の位置を揃える際には、例えば画面の横に延びる鉛直仮想線を想定し、第1画像表示領域110aに表示される測定対象物画像の上端と、第2画像表示領域110bに表示される測定対象物画像の上端とが鉛直仮想線上に位置するようにすればよい。 Although not shown, the measurement object image displayed in the first image display area 110a and the measurement object image displayed in the second image display area 110b are displayed side by side with their vertical positions aligned. Good too. When aligning the top and bottom positions, for example, assuming a vertical virtual line extending horizontally on the screen, the upper end of the measurement object image displayed in the first image display area 110a and the image displayed in the second image display area 110b are aligned. The upper end of the measurement target object image may be located on the vertical imaginary line.
上述したように、箱物の場合、90度単位で回転させているが、加工のもととなる設計図面も同様に90度単位で複数方向から見た図に対して寸法指示や公差の記載があるので、第1画像表示領域110aの画像と第2画像表示領域110bの画像を、上下や左右の位置を揃えて表示することで、両画像を設計図面のように表示できる。これにより、立体的形状が把握しやすくなるとともに、各図の対応関係が容易に認識でき、さらに、図面に指示されている寸法指示や公差との比較も容易になる。 As mentioned above, in the case of boxes, they are rotated in 90 degree increments, but the design drawings that are the basis of processing are similarly sized and tolerances are described in 90 degree increments as seen from multiple directions. Therefore, by displaying the image in the first image display area 110a and the image in the second image display area 110b with the vertical and horizontal positions aligned, both images can be displayed like a design drawing. This makes it easier to understand the three-dimensional shape, the correspondence between the drawings, and the comparison with the dimension instructions and tolerances indicated in the drawings.
ユーザは、第1画像表示領域110aに表示される測定対象物画像と、第2画像表示領域110bに表示される測定対象物画像のうち、一方を選択できる。ユーザによる画像の選択は、操作部14により受け付けられる。制御ユニット3は、受け付けた測定対象物画像を撮像したときの測定対象物W20の回転角度と同じ回転角度となるように回転ユニット5を制御する。つまり、複数の測定対象物画像の中から1つを選択すると、測定対象物W20の回転角角度を自動的に撮像時の回転角度にすることができ、この機能をナビゲーション機能と呼ぶことができる。
The user can select one of the measurement object image displayed in the first image display area 110a and the measurement object image displayed in the second image display area 110b. The selection of images by the user is accepted by the
撮像部15は、測定対象物W20の回転角度が、選択された測定対象物画像を撮像したときの測定対象物W20の回転角度と同じになった状態で当該測定対象物W20を撮像してプレビュー画像を生成する。
The
撮像部15が生成したプレビュー画像は、ユーザインターフェース画像110の第3画像表示領域110cに表示される。第1画像表示領域110a、第2画像表示領域110b及び第3画像表示領域110cには、各画像が同時に表示される。第3画像表示領域110cが最も大きいので、プレビュー画像が他の画像よりも拡大した状態で表示されることになる。これにより、プレビュー画像上の寸法線や測定値が読みやすくなる。
The preview image generated by the
ユーザインターフェース画像110には、互いに回転角度が異なる3つ以上の測定対象物画像を表示してもよい。例えば、回転角度が90度、180度、270度の3つの測定対象物画像を表示することもできる。この場合もユーザが選択した測定対象物画像をプレビュー画像として拡大表示できる。 The user interface image 110 may display three or more measurement object images having mutually different rotation angles. For example, three images of the measurement object with rotation angles of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees can be displayed. In this case as well, the measurement target image selected by the user can be displayed in an enlarged manner as a preview image.
図32は、箱物の測定対象物W20の場合に表示部16に表示されるユーザインターフェース画像104の一例を示す図である。この例では、ユーザインターフェース画像104の右側に複数画像が表示されるようになっており、具体的には回転角度の異なる2以上の測定対象物画像が表示可能であり、例えば90度単位で回転させた2つの画像や3つの画像を表示できる。どの画像を表示させるかは、ユーザが選択できる。これにより、加工のもととなる設計図面に対応した表示形態になる。
FIG. 32 is a diagram illustrating an example of the
一方、図32のユーザインターフェース画像104の左側にはプレビュー画像が表示されるようになっている。プレビュー画像は、右側の測定対象物画像の中からユーザが選択した画像を拡大した画像である。この例では90度で撮像した測定対象物画像を拡大してプレビュー画像として表示している。プレビュー画像には、測定結果を表示させることができる。
On the other hand, a preview image is displayed on the left side of the
(実施形態の作用効果)
以上説明したように、この実施形態によれば、測定設定時に、ユーザが測定対象物画像上で測定基準に関する情報として特徴形状を入力することができ、また、これとは異なる回転角度で生成された測定対象物画像上で例えば線分、円、円弧等の測定要素を設定することができる。特徴形状を入力した測定対象物画像を撮像したときの基準となる回転角度に対し、測定要素を設定した測定対象物画像を撮像したときの相対的な回転角度を記憶部4に記憶しておくことができる。
(Operations and effects of embodiments)
As described above, according to this embodiment, the user can input the feature shape as information regarding the measurement standard on the measurement target image when setting the measurement, and the feature shape can be input at a rotation angle different from this. For example, measurement elements such as line segments, circles, and arcs can be set on the image of the measured object. The
そして、連続測定時には、撮像部15が異なる回転角度で測定対象物Wを撮像した複数の測定対象物画像を生成する。制御ユニット3は、複数の測定対象物画像の中から操作部14により受け付けられた特徴形状に基づいて基準となる回転角度を特定することができる。基準となる回転角度に対する相対的な回転角度は記憶部4から読み出すことができる。制御ユニット3は、測定要素を測定するための測定角度を相対的な回転角度に基づいて算出すると、算出された測定角度となるように回転ユニット5を制御する。これにより、回転ユニット5の回転角度が自動的に測定角度になるので、測定要素が撮像部15によって撮像可能な位置に配置される。したがって、ユーザが撮像部15に対する測定対象物Wの回転角度を調整する必要がなくなる。
During continuous measurement, the
また、箱物の測定対象物W20を90度単位で回転させることができるので、直方体の4つの側面をそれぞれ撮像部15により撮像することが可能になる。回転角度が0度である測定対象物画像で測定対象物W20の一の側面が撮像されている場合、その測定対象物画像上で第1測定要素を設定することができる。また、回転角度が90度または180度である測定対象物画像で測定対象物W20の他の側面が撮像されている場合、その測定対象物画像上で第2測定要素を設定することができる。制御ユニット3は、異なる2つの面に存在している第1測定要素と第2測定要素間の寸法を測定できる。
Moreover, since the box-like measurement object W20 can be rotated in units of 90 degrees, it becomes possible to image each of the four side surfaces of the rectangular parallelepiped with the
また、測定対象物Wの特徴形状を指定しておくことで、特徴形状と、測定対象物画像上における形状の変化とに基づいて、特徴形状が撮像部15に正対する回転角度を算出できる。これにより、測定対象物Wの特徴形状を撮像部15に正対させることができるので、属人性が排除されて調整にばらつきが無くなるとともに、調整が短時間で可能になる。
Furthermore, by specifying the characteristic shape of the measurement target object W, the rotation angle at which the characteristic shape faces the
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The embodiments described above are merely illustrative in all respects and should not be interpreted in a limiting manner. Furthermore, all modifications and changes that come within the scope of equivalents of the claims are intended to be within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る画像寸法測定装置は、測定対象物を回転させる回転機構を備えたものに適用することができる。 As described above, the image dimension measuring apparatus according to the present invention can be applied to an apparatus equipped with a rotation mechanism that rotates an object to be measured.
1 画像寸法測定装置
3 制御ユニット(制御部)
4 記憶部
5 回転ユニット(回転機構)
6 チャック機構(軸物用)
14 操作部
15 撮像部
16 表示部
33 オートアングル実行部
34 パターンサーチ実行部
69 被締結部材(着脱部)
80 締結部材(着脱部)
700 チャック機構(箱物用)
W 測定対象物(軸物)
W20 測定対象物(箱物)
1 Image
4
6 Chuck mechanism (for shaft objects)
14
80 Fastening member (removable part)
700 Chuck mechanism (for box goods)
W Object to be measured (shaft object)
W20 Measurement object (box)
Claims (14)
透過照明部と、
前記透過照明部からの光を透過する透過部を有し、測定対象物を載置するための水平に延びるステージと、
前記透過照明部からの光が前記ステージの前記透過部を透過して入射するように設けられ、測定対象物画像を生成するための撮像部と、
前記ステージに取り付けられ、測定対象物を前記ステージの前記透過部と前記撮像部との間に保持するとともに、水平に延びる所定の軸周りに回転させる回転機構と、
測定対象物を所定の角度単位で回転させる指示をするための操作部と、
前記操作部からの指示を受け付けて前記回転機構により保持された測定対象物を所定の角度単位で回転させるように前記回転機構を制御し、第1の回転角度で前記回転機構により保持される測定対象物を前記撮像部により撮像することで生成される第1の測定対象物画像上で設定された第1測定要素を検出するとともに、前記第1の回転角度とは前記所定の角度単位で異なる第2の回転角度で前記回転機構により保持される前記測定対象物を前記撮像部により撮影することで生成される第2の測定対象物画像上で設定された第2測定要素を検出し、前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定する制御部とを備える画像寸法測定装置。 In an image dimension measuring device that measures the dimensions of an object to be measured,
a transmitted illumination section;
a horizontally extending stage on which the measurement target is placed, the stage having a transmitting part that transmits the light from the transmitted illumination part;
an imaging unit provided so that light from the transmitted illumination unit passes through the transparent unit of the stage and enters the stage, and is configured to generate an image of the measurement object;
a rotation mechanism that is attached to the stage, holds the measurement target between the transmission section of the stage and the imaging section, and rotates the object around a predetermined horizontally extending axis ;
an operation unit for instructing to rotate the measurement target in a predetermined angle unit;
controlling the rotation mechanism so as to receive an instruction from the operation unit and rotate the measurement target held by the rotation mechanism in a predetermined angle unit, and measuring the object held by the rotation mechanism at a first rotation angle; A first measurement element set on a first measurement object image generated by imaging the object by the imaging unit is detected , and the first rotation angle is expressed in the predetermined angle unit. detecting a second measurement element set on a second measurement object image generated by photographing the measurement object held by the rotation mechanism at a different second rotation angle with the imaging unit; , a control section that measures a dimension between the first measurement element and the second measurement element.
前記制御部は、前記撮像部により撮像された測定対象物画像に基づいて測定対象物の平面部分を検出するとともに、当該平面部分が前記撮像部と正対するときの回転角度を取得し、取得された前記正対する回転角度となるように前記回転機構を制御する画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to claim 1,
The control unit detects a flat part of the measurement target based on the measurement target image captured by the imaging unit, and acquires a rotation angle when the flat part directly faces the imaging unit. An image dimension measuring device that controls the rotation mechanism so that the rotation angle is such that the rotation angle is directly opposite to each other.
前記制御部は、前記正対する回転角度を0度として測定対象物を90度単位で回転させる画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to claim 2,
The control unit is an image dimension measuring device that rotates the measurement object in units of 90 degrees with the facing rotation angle being 0 degrees.
前記制御部は、前記第2の測定対象物画像が、前記第1の測定対象物画像を取得した回転角度から180度回転させた測定対象物を撮像した画像である場合、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を所定の情報に基づいて相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定する画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 3,
When the second measurement object image is an image of the measurement object rotated by 180 degrees from the rotation angle at which the first measurement object image was acquired, An image dimension measuring device that measures a dimension between the first measurement element and the second measurement element by mutually converting an object image and the second measurement object image based on predetermined information.
前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像のそれぞれに第1のXY座標系及び第2のXY座標系を設定し、前記第1の測定対象物画像で設定した第1のXY座標系と、前記第2の測定対象物画像で設定した第2のXY座標系と前記所定の情報として、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定する画像寸法測定装置。 The image size measuring device according to claim 4,
A first XY coordinate system and a second XY coordinate system are set for each of the first measurement object image and the second measurement object image, and the first measurement object image set in the first measurement object image is mutual conversion of the first measurement object image and the second measurement object image using the XY coordinate system of the second measurement object image and the second XY coordinate system set in the second measurement object image and the predetermined information. An image dimension measuring device that measures a dimension between the first measuring element and the second measuring element.
前記第1の測定対象物画像における測定対象物の輪郭と、前記第2の測定対象物画像における測定対象物の輪郭とを前記所定の情報として、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を相互変換して前記第1測定要素と前記第2測定要素間の寸法を測定する画像寸法測定装置。 The image size measuring device according to claim 4,
The contour of the measurement object in the first measurement object image and the contour of the measurement object in the second measurement object image are used as the predetermined information, and the first measurement object image and the second measurement object image are An image dimension measuring device that measures a dimension between the first measurement element and the second measurement element by mutually converting images of the measurement object.
前記第1測定要素と前記第2測定要素を1つの画像に表示可能な表示部を備えている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 4 to 6,
An image dimension measuring device comprising a display unit capable of displaying the first measurement element and the second measurement element in one image.
前記操作部は、測定対象物が箱物であるか、箱物以外の形状であるかのユーザによる選択操作を受け付け、
前記制御部は、前記操作部により前記測定対象物が箱物であることの選択操作が受け付けられた場合には測定対象物を所定の角度単位で回転させるように前記回転機構を制御する一方、前記操作部により前記測定対象物が箱物以外の形状であることの選択操作が受け付けられた場合には測定対象物を任意の角度で回転させるように前記回転機構を制御する画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 7,
The operation unit accepts a selection operation by a user as to whether the object to be measured is a box object or a shape other than a box object,
The control unit controls the rotation mechanism to rotate the measurement target in a predetermined angle unit when the operation unit accepts a selection operation indicating that the measurement target is a box object; An image dimension measuring device that controls the rotation mechanism to rotate the measurement object at an arbitrary angle when the operation unit accepts a selection operation indicating that the measurement object has a shape other than a box object.
前記回転機構は、箱物を掴む箱物用チャック機構と、軸物を掴む軸物用チャック機構とを含む複数のチャック機構の中から任意のチャック機構を着脱可能に構成され、
前記複数のチャック機構は、前記回転機構に対する着脱部が共通化されている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to claim 8,
The rotating mechanism is configured to be able to attach or detach any chuck mechanism from among a plurality of chuck mechanisms, including a chuck mechanism for a box object that grips a box object and a chuck mechanism for a shaft object that grips a shaft object,
In the image dimension measuring device, the plurality of chuck mechanisms share a common attachment/detachment portion to the rotation mechanism.
前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像を同時に表示可能な表示部を備えている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 9,
An image dimension measuring device comprising a display section capable of simultaneously displaying the first measurement object image and the second measurement object image.
前記撮像部は、測定対象物の異なる領域を含む被連結画像を複数枚撮像し、
前記制御部は、前記撮像部が撮像した複数枚の前記被連結画像を連結して表示画像を生成し、
前記制御部が生成した前記表示画像を表示する表示部を備えている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 10,
The imaging unit captures a plurality of connected images including different regions of the measurement target,
The control unit generates a display image by linking the plurality of linked images captured by the imaging unit,
An image dimension measuring device including a display section that displays the display image generated by the control section.
前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像の左右方向の位置を揃えて表示、または、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像の上下方向の位置を揃えて表示する表示部を備えている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 11,
The first measurement object image and the second measurement object image are displayed aligned in the horizontal direction, or the first measurement object image and the second measurement object image are displayed in the vertical direction. An image dimension measuring device equipped with a display unit that displays images in aligned positions.
前記操作部は、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像のうち、ユーザによる一方の選択操作を受け付け、
前記制御部は、選択された測定対象物画像を撮像したときの測定対象物の回転角度と同じ回転角度となるように前記回転機構を制御する画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to any one of claims 1 to 12,
The operation unit accepts a user's operation to select one of the first measurement object image and the second measurement object image,
The control unit is an image dimension measuring device that controls the rotation mechanism so that the rotation angle is the same as the rotation angle of the measurement object when the selected measurement object image is captured.
前記撮像部は、測定対象物の回転角度が前記選択された測定対象物画像を撮像したときの測定対象物の回転角度と同じ状態で当該測定対象物を撮像したプレビュー画像を生成し、
前記第1の測定対象物画像、前記第2の測定対象物画像及び前記プレビュー画像を同時に表示させるとともに、前記プレビュー画像を、前記第1の測定対象物画像及び前記第2の測定対象物画像よりも拡大した状態で表示可能な表示部を備えている画像寸法測定装置。 The image dimension measuring device according to claim 13,
The imaging unit generates a preview image of the measurement object in a state where the rotation angle of the measurement object is the same as the rotation angle of the measurement object when the selected measurement object image is captured;
The first measurement object image, the second measurement object image, and the preview image are displayed simultaneously, and the preview image is displayed from the first measurement object image and the second measurement object image. An image size measuring device equipped with a display section that can display an image in an enlarged state.
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