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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät und ein Härteprüfverfahren.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein herkömmliches Härteprüfgerät ist bekannt, das die Härte eines Musters auf der Basis der Abmessungen eines Eindrucks misst, der durch Drücken eines Eindruckkörpers gegen das Muster (Werkstück) mit einer vorherbestimmten Prüfkraft gebildet wird. Ein Vickers-Härteprüfgerät beispielsweise misst eine Länge von diagonalen Linien eines Eindrucks, der durch Drücken eines vierseitigen, pyramidenförmigen Eindruckkörpers in eine Oberfläche des Musters gebildet wird, und berechnet die Härte auf der Basis der gemessenen Länge der diagonalen Linien des Eindrucks (siehe beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift
JP 2003 - 166 923 A ).
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Eine Härteprüfung wird in einem herkömmlichen Härteprüfgerät vorgenommen, wie durch ein Ablaufdiagramm in 12 gezeigt. Spezifisch setzt ein Bediener zunächst ein Muster auf einem Prüfgerätehauptkörper ab (Schritt S1). Als Nächstes definiert der Bediener verschiedene Bedingungen der Härteprüfung (beispielsweise Material des Musters, Prüfkraft oder Vergrößerungsleistung einer Feldlinse) (Schritt S2). Der Bediener verschiebt das Muster dann und positioniert es so, dass ermöglicht wird, dass eine Härteprüfstelle auf einem Monitor angezeigt wird (Schritt S3). Als Nächstes kennzeichnet der Bediener einen Startpunkt und einen Endpunkt einer Profilerkennung des Musters auf dem Monitor (Schritt S4). Als Nächstes wechselt der Vorgang zu einer CPU einer Steuereinheit als Agenten und die CPU führt kontinuierlich eine Profilerkennung von dem Startpunkt zu dem Endpunkt der Profilerkennung des Musters aus und extrahiert das Profil des Musters (Schritt S5). Der Vorgang wechselt dann erneut zum Bediener als Agenten und der Bediener kennzeichnet sowohl ein Koordinatensystem mit dem extrahierten Profil als einer Referenz als auch Härtemesspositionen (ein Messraster) des Musters (Schritt S6). Der Bediener gibt außerdem Parameter wie ein Messintervall ein. Als Nächstes wechselt der Vorgang erneut zu der CPU als Agenten und die CPU berechnet die Härtemesspositionen des Musters auf der Basis des extrahierten Profils und der gekennzeichneten Härtemesspositionen des Musters (Schritt S7). Die CPU verschiebt dann das Muster, um es derart zu positionieren, dass die berechnete Härtemessposition sich direkt unter der Feldlinse befindet (Schritt S8). Als Nächstes führt die CPU die Härteprüfung durch (Schritt S9). Spezifisch erzeugt die CPU einen Eindruck an der Härtemessposition, liest automatisch den Eindruck, der durch die Eindruckserzeugung gebildet wurde, und misst die Härte des Musters.
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In dem Vorgangsablauf der oben beschriebenen herkömmlichen Härteprüfung wird jedoch, bevor der Vorgang zum Kennzeichnen des Startpunkts und des Endpunkts der Profilerkennung des Musters auf dem Monitor durchgeführt wird, ein Vorgang durchgeführt, in dem das Muster so positioniert wird, dass ermöglicht wird, dass die Härteprüfstelle auf dem Monitor angezeigt wird. Da der Bediener diesen Vorgang beispielsweise durch Handhaben eines Joysticks durchführt, während er das Muster betrachtet, stellt der Vorgang jedoch eine schlechtere Bedienbarkeit und eine schlechte Arbeitseffizienz bereit. Zudem sind in dem Vorgangsablauf der oben beschriebenen herkömmlichen Härteprüfung Vorgänge, die den Bediener als Agenten aufweisen, mit Vorgängen durchsetzt, die der CPU als Agenten aufweisen, was ebenfalls zu einer schlechteren Bedienbarkeit und einer schlechten Arbeitseffizienz beiträgt. Weiterer relevanter Stand der Technik ist in folgendem Dokument beschrieben
DE 10 2013 224 183 A1 .
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Härteprüfgerät und ein Härteprüfverfahren bereit, die eine günstige Nutzbarkeit aufweisen und die Arbeitseffizienz verbessern können. Zur Lösung des obengenannten Problems, wird ein Härteprüfgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. ein Härteprüfverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 2 angegeben.
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zum Befassen mit dem Obigen ist ein Härteprüfgerät, das die Härte eines Musters durch Belasten des Musters mit einer vorherbestimmten Prüfkraft mit einem Eindruckkörper, um einen Eindruck in einer Oberfläche des Musters zu bilden, und dann Messen der Abmessungen des Eindrucks misst. Das Härteprüfgerät beinhaltet Folgendes: ein Bildaufnahmegerät, das ein Bild des zu messenden Musters aufnimmt; ein Bilderfassungsgerät, das Bilddaten des von dem Bildaufnahmegerät aufgenommenen Musters erfasst; ein Rastersuchgerät, das einen Rastersuchvorgang an den von dem Bilderfassungsgerät erfassten Bilddaten des Musters unter Verwendung eines Rasterbilds, das auf der Basis des Musters ausgewählt wurde, durchführt und eine Position in dem Bild, das mit dem Rasterbild übereinstimmt, identifiziert; ein Profilextraktionsgerät, das ein Profil des Musters auf der Basis der von dem Rastersuchgerät identifizierten Position in dem Bild extrahiert; ein Rechenwerk, das eine Härtemessposition des Musters auf der Basis des von dem Profilextraktionsgerät extrahierten Profils berechnet; und ein Messgerät, das eine Härteprüfung an dem Muster auf der Basis der von dem Rechenwerk berechneten Härtemessposition ausführt und die Härte des Musters misst.
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In einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Härteprüfgerät einen Speicher, der Prüfinformationen speichert, die einen Startpunkt und einen Endpunkt einer Profilerkennung des Musters sowie die Härtemessposition des Musters in Bezug auf das Rasterbild definieren. Das Profilextraktionsgerät extrahiert das Profil des Musters auf der Basis der von dem Rastersuchgerät spezifizierten Position in dem Bild und der in dem Speicher gespeicherten Prüfinformationen. Das Rechenwerk berechnet die Härtemessposition des Musters auf der Basis des von dem Profilextraktionsgerät extrahierten Profils und der in dem Speicher gespeicherten Prüfinformationen.
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Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Härteprüfverfahren eines Härteprüfgeräts, das die Härte eines Musters durch Belasten des Musters mit einer vorherbestimmten Prüfkraft mit einem Eindruckkörper, um einen Eindruck in einer Oberfläche des Musters zu bilden, und dann Messen der Abmessungen des Eindrucks misst. Das Härteprüfverfahren beinhaltet Folgendes: eine Bilderfassung, die Bilddaten des Musters erfasst, das von einem Bildaufnahmegerät aufgenommen wurde, der ein Bild des zu messenden Musters aufnimmt; eine Rastersuche, die einen Rastersuchvorgang an den in der Bilderfassung erfassten Bilddaten des Musters unter Verwendung eines Rasterbilds, das auf der Basis des Musters ausgewählt wurde, durchführt und eine Position in dem Bild, das mit dem Rasterbild übereinstimmt, identifiziert; eine Profilextraktion, die ein Profil des Musters auf der Basis der in der Rastersuche identifizierten Position in dem Bild extrahiert; eine Berechnung, die eine Härtemessposition des Musters auf der Basis des in der Profilextraktion extrahierten Profils berechnet; und eine Ausführung einer Härteprüfung an dem Muster auf der Basis der in der Berechnung berechneten Härtemessposition und eine Messung der Härte des Musters.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Bedienbarkeit und die Arbeitseffizienz verbessert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die erwähnten mehreren Zeichnungen mittels nicht einschränkenden Beispielen beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, wobei in den Zeichnungen gleiche Bezugsziffern überall in den mehreren Ansichten der Zeichnungen ähnliche Teile darstellen, und wobei:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Prüfgerätehauptkörper des Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Härtemessgeräts des Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerstruktur des Härteprüfgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 5 ist eine Draufsicht, die einen beispielhaften Zustand darstellt, in dem ein Muster auf einem Mustertisch montiert ist;
- 6 ist eine beispielhafte Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 5;
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Härteprüfvorgang darstellt, der von dem Härteprüfgerät gemäß einer Ausführungsform durchgeführt wird;
- 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Härteprüfvorgang darstellt, der von dem Härteprüfgerät gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird;
- 9 stellt ein beispielhaftes Rasterbild dar, das einem Prüfmuster entspricht;
- 10 stellt ein beispielhaftes Format dar, das auf dem Rasterbild, das dem Prüfmuster entspricht, einen Startpunkt und einen Endpunkt einer Profilerkennung des Prüfmusters anzeigt;
- 11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts M in 10 und
- 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Härteprüfvorgang darstellt, der von einem herkömmlichen Härteprüfgerät durchgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die hierin gezeigten Einzelheiten sind nur beispielhaft und zum Zwecke der veranschaulichenden Erörterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden in dem Bereitstellungsfall dargestellt, von dem angenommen wird, dass er die nützlichste und am einfachsten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und der konzeptionellen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung ist. In dieser Hinsicht wird kein Versuch unternommen, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung detaillierter als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich zu zeigen, wobei die Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Fachmännern offensichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis verkörpert werden können.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Darüber hinaus ist in der folgenden Beschreibung eine X-Richtung eine Richtung von links nach rechts, eine Y-Richtung ist eine Richtung von vorne nach hinten und eine Z-Richtung ist eine Richtung von oben nach unten in 1. Zudem ist eine X-Y-Ebene eine horizontale Ebene.
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Ein Härteprüfgerät 100 ist beispielsweise ein Vickers-Härteprüfgerät, das einen Eindruckkörper 14a (siehe 3) beinhaltet, der eine quadratische, planare Form aufweist. Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist das Härteprüfgerät 100 dazu konfiguriert, einen Prüfgerätehauptkörper 10, eine Steuereinheit 6, ein Pult 7 und einen Monitor 8 zu beinhalten.
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Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Prüfgerätehauptkörper 10 ein Härtemessgerät 1, das die Härte eines Musters S misst; einen Mustertisch 2, auf dem das Muster S montiert und an Ort und Stelle fixiert wird, wobei das Muster S um ein zu messendes Muster (hierin im Folgenden als ein Prüfmuster bezeichnet) harzumgossen wird; einen XY-Tisch 3, der den Mustertisch 2 verschiebt; einen AF-Tisch 4, der das Fokussieren auf eine Oberfläche des Musters S ermöglicht; und einen Hebemechanismus 5, der den Mustertisch 2 (den XY-Tisch 3 und den AF-Tisch 4) anhebt und absenkt.
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Wie in 3 gezeigt, ist das Härtemessgerät 1 mit einer Beleuchtungseinrichtung 11, die die Oberfläche des Musters S beleuchtet; einer CCD-Kamera 12, die ein Bild der Oberfläche des Musters S aufnimmt; und einem Drehkreuz 16 konfiguriert. Das Drehkreuz 16 beinhaltet eine Eindruckkörpersäule 14, die den Eindruckkörper 14a beinhaltet, und eine Feldlinse 15. Das Drehkreuz 16 kann zwischen der Eindruckkörpersäule 14 und der Feldlinse 15 durch Drehen wechseln.
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Die Beleuchtungseinrichtung 11 strahlt ein Licht ab, um die Oberfläche des Musters S zu beleuchten. Das von der Beleuchtungseinrichtung 11 abgestrahlte Licht erreicht die Oberfläche des Musters S mittels einer Linse 1a, eines Halbspiegels 1d, eines Spiegels 1e und der Feldlinse 15.
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Auf der Basis einer Eingabe von reflektiertem Licht von der Oberfläche des Musters S mittels der Feldlinse 15, des Spiegels 1e, des Halbspiegels 1d, eines Spiegels 1g und einer Linse 1h erhält die CCD-Kamera 12 Bilddaten durch Aufnehmen eines Bilds der Oberfläche des Musters S sowie eines Eindrucks, der in der Oberfläche des Musters S durch den Eindruckkörper 14a gebildet wurde. Die CCD-Kamera 12 gibt dann die erfassten Bilddaten mittels einer Bildfangschaltung 17, die mehrere Einzelbilder von Bilddaten gleichzeitig ansammeln und speichern kann, an die Steuereinheit 6 aus. Somit ist die CCD-Kamera 12 ein Bildaufnahmegerät in der vorliegenden Erfindung.
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Die Eindruckkörpersäule 14 wird zu dem auf dem Mustertisch 2 platzierten Muster S hin durch einen Lademechanismus (nicht gezeigt) verschoben, der als Reaktion auf eine Steuersignalausgabe durch die Steuereinheit 6 angetrieben wird. Der Eindruckkörper 14a, der an einem vorderen Ende der Eindruckkörpersäule 14 vorgesehen ist, wird gegen die Oberfläche des Musters S mit einer vorherbestimmten Prüfkraft gedrückt. Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen vierseitigen, pyramidenförmigen Vickers-Eindruckkörper (mit entgegengesetzten Winkeln von 136 ± 0,5°) als den Eindruckkörper 14a.
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Die Feldlinse 15 ist eine Sammellinse, wobei jede Linse mit einer anderen Vergrößerung konfiguriert ist. Mehrere der Feldlinsen 15 werden auf einer unteren Oberfläche des Drehkreuzes 16 gehalten. Die Feldlinse 15 wird über dem Muster S durch Drehen des Drehkreuzes 16 angeordnet. Dadurch beleuchtet das von der Beleuchtungseinrichtung 11 abgestrahlte Licht die Oberfläche des Musters S gleichmäßig.
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Das Drehkreuz 16 ist konfiguriert, um zu ermöglichen, dass die Eindruckkörpersäule 14 und die mehreren Feldlinsen 15 an der unteren Oberfläche davon angebracht werden. Das Drehkreuz 16 ist außerdem dazu konfiguriert, in der Lage zu sein, eine beliebige der Eindruckkörpersäule 14 und der mehreren Feldlinsen 15 über dem Muster S durch Drehen des Drehkreuzes 16, das um eine Z-Achsenrichtung zentriert ist, zu positionieren. Spezifisch kann der Eindruck in der Oberfläche des Musters S durch Positionieren der Eindruckkörpersäule 14 über dem Muster S gebildet werden und der gebildete Eindruck kann durch Positionieren der Feldlinsen 15 über dem Muster S betrachtet werden.
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Das Muster S, das um das Prüfmuster harzumgossen ist, wird auf dem Mustertisch 2 montiert und an Ort und Stelle fixiert. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 5 und 6 gezeigt, sind zwei Muster S (S1 und S2) in dem Mustertisch 2 eingebettet, so dass die Oberfläche des Mustertischs 2 und die Oberflächen der zwei Muster S1 und S2 im Wesentlichen koplanar sind. Zwei Prüfmuster A1 und B1 sind in das Muster S1 harzumgossen und zwei Prüfmuster A2 und B2 sind in das Muster S2 harzumgossen. Der XY-Tisch 3 wird von einem Antriebsmechanismus (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angetrieben, der als Reaktion auf eine Steuersignalausgabe durch die Steuereinheit 6 angetrieben wird. Der XY-Tisch 3 verschiebt dann den Mustertisch 2 in einer Richtung (X- und Y-Richtung), die senkrecht zu einer Verschiebungsrichtung (Z-Richtung) des Eindruckkörpers 14a ist. Der AF-Tisch 4 wird als Reaktion auf die Steuersignalausgabe durch die Steuereinheit 6 angetrieben. Der AF-Tisch 4 hebt und senkt den Mustertisch 2 dann minutiös auf der Basis der von der CCD-Kamera 12 aufgenommenen Bilddaten, um auf die Oberfläche des Musters S zu fokussieren. Der Hebemechanismus 5 wird als Reaktion auf die Steuersignalausgabe durch die Steuereinheit 6 angetrieben. Der Hebemechanismus 5 ändert dann einen relativen Abstand zwischen dem Mustertisch 2 und der Feldlinse 15 durch Verschieben des Mustertischs 2 (des XY-Tischs 3 und des AF-Tischs 4) in der Z-Richtung.
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Das Pult 7 ist mit einer Tastatur 71 und einer Maus 72 konfiguriert. Das Pult 7 empfängt eine Arbeitsgangeingabe durch einen Bediener während einer Härteprüfung. Wenn das Pult 7 einen vorherbestimmten eingegebenen Arbeitsgang empfängt, der von dem Bediener durchgeführt wird, wird zudem ein vorherbestimmtes Arbeitsgangsignal, das dem eingegebenen Arbeitsgang entspricht, erzeugt und an die Steuereinheit 6 ausgegeben. Spezifisch empfängt das Pult 7 einen Arbeitsgang, in dem der Bediener eine Bedingung auswählt, die eine Fokusposition des Eindrucks bestimmt. Das Pult 7 empfängt außerdem einen Arbeitsgang, in dem der Bediener einen Verschiebungsbereich (einen Bereich des relativen Abstands zwischen dem Mustertisch 2 und der Feldlinse 15) des Mustertischs 2 (des Hebemechanismus 5 und des AF-Tischs 4) kennzeichnet. Zudem empfängt das Pult 7 einen Arbeitsgang, in dem der Bediener einen Prüfbedingungswert eingibt, der zu verwenden ist, wenn die Härteprüfung mit dem Härteprüfgerät 100 ausgeführt wird. Der eingegebene Prüfbedingungswert wird an die Steuereinheit 6 übertragen. Hierin ist der Prüfbedingungswert ein Wert wie beispielsweise ein Material des Musters S, eine Prüfkraft (N), mit der das Muster S von dem Eindruckkörper 14a belastet wird, oder eine Vergrößerungsleistung der Feldlinse 15. Zudem empfängt das Pult 7 einen Arbeitsgang, in dem der Bediener einen eines manuellen Modus, in dem die Fokusposition des Eindrucks manuell bestimmt wird, und eines Automatikmodus, in dem die Bestimmung automatisch vorgenommen wird, auswählt. Das Pult 7 empfängt außerdem einen Arbeitsgang, in dem der Bediener eine Prüfposition programmiert, die zu verwenden ist, wenn die Härteprüfung ausgeführt wird.
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Der Monitor 8 ist durch eine Anzeigeeinrichtung, wie beispielsweise eine LCD, konfiguriert. Der Monitor 8 zeigt beispielsweise Härteprüfungseinstellungen, die auf dem Pult 7 eingegeben werden, Ergebnisse der Härteprüfung und ein Bild der Oberfläche des Musters S und des Eindrucks, der in der Oberfläche des Musters S gebildet wurde, das von der CCD-Kamera 12 aufgenommen wurde, an.
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Wie in 4 gezeigt, ist die Steuereinheit 6 dazu konfiguriert, einer CPU 61, einen RAM 62 und einen Speicher 63 zu beinhalten. Die Steuereinheit 6 führt eine Arbeitsgangsteuerung und dergleichen einer vorherbestimmten Härteprüfung durch Ausführen eines vorherbestimmten Programms, das in dem Speicher 63 gespeichert ist, durch.
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Die CPU 61 ruft ein Verarbeitungsprogramm und dergleichen, das in dem Speicher 63 gespeichert ist, ab und öffnet und führt dann das Verarbeitungsprogramm in dem RAM 62 aus, wodurch die Gesamtsteuerung des Härteprüfgeräts 100 durchgeführt wird. Der RAM 62 öffnet das von der CPU 61 ausgeführte Verarbeitungsprogramm in einer Programmspeicherregion in dem RAM 62 und speichert in einer Datenspeicherregion eingegebene Daten, Verarbeitungsergebnisse, die während der Ausführung des Verarbeitungsprogramms erzeugt wurden, und dergleichen. Der Speicher 63 beinhaltet beispielsweise ein Aufzeichnungsmedium (in den Zeichnungen nicht gezeigt), das ein Programm, Daten und dergleichen speichert. Das Aufzeichnungsmedium ist beispielsweise mit einem Halbleiterspeicher konfiguriert. Zudem speichert der Speicher 63 verschiedene Arten von Daten, verschiedene Arten von Verarbeitungsprogrammen und Daten, die durch Ausführen der Programme verarbeitet werden, die der CPU 61 ermöglichen, die Gesamtsteuerung des Härteprüfgeräts 100 durchzuführen. Zudem speichert der Speicher 63 Prüfinformationen, die einen Startpunkt und einen Endpunkt einer Profilerkennung des Musters S sowie eine Härtemessposition des Musters S unter Bezugnahme auf ein Rasterbild, das auf der Basis des Musters S (in der vorliegenden Ausführungsform der verschiedenen Prüfmuster A1, B1, A2 und B2) ausgewählt wurde, definieren.
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Als Nächstes werden Arbeitsgänge des Härteprüfgeräts 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zunächst führt der Bediener einen Vorgang durch, der das Rasterbild des Musters S als eine Vorstufe des Härteprüfvorgangs, der in den 7 und 8 gezeigt ist, erzeugt und registriert. Das registrierte Rasterbild wird in dem Speicher 63 gespeichert. Dieser Vorgang kann auch gleich zu Beginn des Härteprüfvorgangs durchgeführt werden.
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Als Nächstes wird ein Härteprüfvorgang, der von dem Härteprüfgerät durchgeführt wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramme in den 7 und 8 beschrieben. Zunächst wird als Teil des Härteprüfvorgangs ein Vorgang, der mit dem Bediener als Agenten durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 7 beschrieben.
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Zunächst montiert der Bediener zwei Muster (S1 und S2) auf dem Mustertisch 2 und bringt den Mustertisch 2 mit den montierten Mustern S1 und S2 an einer vorherbestimmten Position des Prüfgerätehauptkörpers 10 an (Schritt S101).
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Als Nächstes startet der Bediener eine Software, die das Härteprüfgerät 100 steuert, und aktiviert das Härteprüfgerät 100 und definiert verschiedene Bedingungen der Härteprüfung (beispielsweise Material der Muster S1 und S2, Prüfkraft oder Vergrößerungsleistung der Feldlinse 15) (Schritt S102).
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Als Nächstes wählt der Bediener das Rasterbild aus, das jedem der Prüfmuster A1 und B1, die in das Muster S1 harzumgossen sind, und der Prüfmuster A2 und B2, die in das Muster S2 harzumgossen sind, entspricht (Schritt S103). 9 stellt ein beispielhaftes Rasterbild G1 dar, das dem Prüfmuster A1 entspricht.
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Als Nächstes kennzeichnet der Bediener auf jedem der Rasterbilder, die den Prüfmustern entsprechen und in Schritt S 103 ausgewählt wurden, den Startpunkt und den Endpunkt einer Profilerkennung jedes Prüfmusters (Schritt S104). 10 stellt beispielsweise ein beispielhaftes Format dar, in dem ein Startpunkt P1 und ein Endpunkt P2 der Profilerkennung des Prüfmusters A1 auf dem Rasterbild G1, das dem Prüfmuster A1 entspricht, gekennzeichnet sind.
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Als Nächstes kennzeichnet der Bediener auf jedem der Rasterbilder, die den Prüfmustern entsprechen, für die der Startpunkt und der Endpunkt einer Profilerkennung in Schritt S 104 gekennzeichnet werden, sowohl ein Koordinatensystem mit dem Profil des Rasterbilds als eine Referenz als auch die Härtemessposition (das Messraster) jedes der Prüfmuster (Schritt S105). 11 stellt beispielsweise ein beispielhaftes Format dar, in dem Härtemesspositionen P3 des Prüfmusters A1 auf dem Rasterbild G1, das dem Prüfmuster A1 entspricht, gekennzeichnet sind. Der Bediener gibt außerdem Parameter wie ein Messintervall ein. Diese Informationen werden in dem Speicher 63 als Prüfinformationen gespeichert, die den Startpunkt und den Endpunkt einer Profilerkennung des Musters S sowie die Härtemessposition des Musters S unter Bezugnahme auf ein Rasterbild, das auf der Basis des Musters S (in der vorliegenden Ausführungsform der verschiedenen Prüfmuster A1, B1, A2 und B2) ausgewählt wurde, definieren. Darüber hinaus kann der Vorgang von Schritt S102 bis Schritt S105 stattdessen als ein Vorgang konfiguriert werden, der eine Einstellungsdatei (Prüfinformationen) in einer Vorstufe des in 7 gezeigten Vorgangs erzeugt.
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Als Nächstes wird als Teil des Härteprüfvorgangs ein Vorgang, der mit der CPU 61 als Agenten durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 8 beschrieben. Dieser Vorgang wird initiiert, wenn ein Arbeitsgang durch den Bediener erkannt wird, der eine Anweisung ausgibt, eine automatische Prüfung zu initiieren (beispielsweise ein Arbeitsgang, in dem der Bediener die Maus 72 dazu verwendet, auf ein Symbol der Initiierung einer automatischen Prüfung, das auf dem Monitor 8 angezeigt wird, zu klicken). In der vorliegenden Ausführungsform wird die Härteprüfung der Reihe nach an dem Prüfmuster A1 und dem Prüfmuster B 1 in dem Muster S1 und dem Prüfmuster A2 und dem Prüfmuster B2 in dem Muster S2 vorgenommen.
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Zunächst betrachtet die CPU 61 die Oberfläche des Musters S1 (Schritt S201). Spezifisch dreht die CPU 61 zunächst das Drehkreuz 16 und wechselt zu der Feldlinse 15. Als Nächstes betreibt die CPU 61 den XY-Tisch 3, so dass die Mitte des Musters S1 (siehe 5) sich direkt unter der Feldlinse 15 befindet. Als Nächstes erfasst die CPU 61 kontinuierlich Bilder mit der CCD-Kamera 12, während der AF-Tisch 4 angehoben wird, und berechnet Fokuskoordinaten. Als Nächstes betreibt die CPU 61 den AF-Tisch 4 und stoppt den AF-Tisch 4 an den Fokuskoordinaten. Demzufolge kann die Oberfläche des Musters S betrachtet werden.
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Als Nächstes führt die CPU 61 eine Rastersuche der Prüfmuster durch (Schritt S202). Spezifisch aktiviert die CPU 61 zunächst ein Rastersuchprogramm, das eine Rastersuche an den Prüfmustern durchführt. Die CPU 61 erfasst dann ein Fokusbild (Suchobjektbild) mit der CCD-Kamera 12 (Bilderfassung). Spezifisch ist die CPU 61 ein Bilderfassungsgerät in der vorliegenden Erfindung. Als Nächstes verwendet die CPU 61 das Rasterbild, das dem zu messenden Prüfmuster entspricht, und führt eine Rastersuche des Prüfmusters unter Bezugnahme auf das erfasste Suchobjektbild durch (Rastersuche). Spezifisch ist die CPU 61 ein Rastersuchgerät in der vorliegenden Erfindung. In einem Fall, in dem beispielsweise das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, wird eine Rastersuche des Prüfmusters A1 unter Verwendung des Rasterbilds G1 (siehe 9), das dem Prüfmuster A1 entspricht, durchgeführt.
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Als Nächstes berechnet die CPU 61 auf der Basis des Startpunkts und des Endpunkts der Profilerkennung des Prüfmusters, die auf dem Rasterbild gekennzeichnet sind, den Startpunkt und den Endpunkt der Profilerkennung des Prüfmusters an dem Suchobjektbild (Schritt S203). In einem Fall, in dem beispielsweise das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, berechnet die CPU 61 auf der Basis des Startpunkts P1 und des Endpunkts P2 der Profilerkennung des Prüfmusters A1, die auf dem Rasterbild G1 gekennzeichnet sind, den Startpunkt und den Endpunkt der Profilerkennung des Prüfmusters A1 an dem Suchobjektbild. Als Nächstes führt die CPU 61 kontinuierlich eine Profilerkennung von dem Startpunkt zu dem Endpunkt der Profilerkennung des Prüfmusters, die in Schritt S203 berechnet wurden, aus und extrahiert das Profil des Prüfmusters (Schritt S204: Profilextraktion). Spezifisch ist die CPU 61 ein Profilextraktionsgerät in der vorliegenden Erfindung. In einem Fall, in dem beispielsweise das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, führt die CPU 61 kontinuierlich eine Profilerkennung von dem Startpunkt zu dem Endpunkt der Profilerkennung des Prüfmusters A1, die in Schritt S203 berechnet wurden, aus und extrahiert das Profil des Prüfmusters A1.
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Als Nächstes berechnet die CPU 61 die Härtemessposition des Prüfmusters auf der Basis des in Schritt S204 extrahierten Profils und die Härtemessposition des Prüfmusters, die auf dem Rasterbild gekennzeichnet ist (Schritt S205: Berechnung). Spezifisch ist die CPU 61 ein Rechenwerk in der vorliegenden Erfindung. In einem Fall, in dem beispielsweise das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, berechnet die CPU 61 die Härtemessposition des Prüfmusters A1 auf der Basis des in Schritt S204 extrahierten Profils und die Härtemesspositionen P3 des Prüfmusters A1, die auf dem Rasterbild G1 gekennzeichnet sind.
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Als Nächstes betreibt die CPU 61 den XY-Tisch 3, so dass die als nächste zu messende Härtemessposition aus den in Schritt S205 berechneten Härtemesspositionen sich direkt unter der Feldlinse 15 befindet (Schritt S206). Als Nächstes betreibt die CPU 61 den AF-Tisch 4 und führt einen Fokussierarbeitsgang durch. Demzufolge wird das zu messende Muster (in einem Fall, in dem das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, das Prüfmuster A1) adäquat positioniert.
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Als Nächstes führt die CPU 61 eine Härteprüfung durch und misst die Härte des zu messenden Prüfmusters (Schritt S207: Messung). Spezifisch ist die CPU 61 ein Messgerät in der vorliegenden Erfindung. Spezifisch dreht die CPU 61 zunächst das Drehkreuz 16 und wechselt zu dem Eindruckkörper 14a. Als Nächstes führt die CPU 61 einen Eindruck an der ersten Härtemessposition unter Verwendung des Eindruckkörpers 14a durch. Als Nächstes dreht die CPU 61 das Drehkreuz 16 und wechselt zu der Feldlinse 15. Da eine Drift der Fokusposition aufgrund der oben beschriebenen Eindruckserzeugung vorliegen kann, betreibt die CPU 61 dann den AF-Tisch 4 und führt einen weiteren Fokussierarbeitsgang durch. Als Nächstes liest die CPU 61 automatisch den Eindruck aus, der durch die Eindruckserzeugung gebildet wurde. Demzufolge kann eine Härteprüfung an dem zu messenden Prüfmuster (in einem Fall, in dem das Prüfmuster A1 gemessen werden soll, dem Prüfmuster A1) durchgeführt werden und die Härte des Prüfmusters kann gemessen werden.
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Als Nächstes bestimmt die CPU 61, ob eine Härteprüfung an allen Härtemesspositionen durchgeführt wurde (Schritt S208). In einem Fall, in dem die CPU 61 bestimmt, dass eine Härteprüfung an allen Härtemesspositionen durchgeführt wurde (Schritt S208: JA), fährt die CPU 61 mit dem nächsten Schritt, S209, fort. In einem Fall indes, in dem die CPU 61 bestimmt, dass eine Härteprüfung an mindestens einer der Härtemesspositionen nicht durchgeführt wurde (Schritt S208: NEIN), bewegt sich die CPU 61 zu Schritt S206 und führt eine Härteprüfung an der ungemessenen Härtemessposition durch.
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Als Nächstes bestimmt die CPU 61, ob eine Härteprüfung an allen Mustern S (Prüfmustern) durchgeführt wurde (Schritt S209). In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die CPU 61, ob eine Härteprüfung an jedem der Prüfmuster A1 und B1 des Musters S1 und der Prüfmuster A2 und B2 des Musters S2 durchgeführt wurde, und wenn die CPU 61 bestimmt, dass eine Härteprüfung für alle Muster S durchgeführt wurde (Schritt S209: JA), endet der Vorgang. In einem Fall indes, in dem die CPU 61 bestimmt, dass eine Härteprüfung an mindestens einem der Muster S nicht durchgeführt wurde (Schritt S209: NEIN), bewegt sich die CPU 61 zu Schritt S201 und führt eine Härteprüfung an dem ungemessenen Muster S durch.
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Wie oben angegeben, beinhaltet das Härteprüfgerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Folgendes: ein Bildaufnahmegerät/eine Kamera (CCD- oder eine andere Art von Kamera 1), das bzw. die ein Bild des zu messenden Musters S aufnimmt; ein Bilderfassungsgerät (CPU 61), das Bilddaten des von dem Bildaufnahmegerät aufgenommenen Musters S erfasst; ein Rastersuchgerät (CPU 61), das den Rastersuchvorgang an den von dem Bilderfassungsgerät erfassten Bilddaten des Musters S unter Verwendung des Rasterbilds, das auf der Basis des Musters S (in der vorliegenden Ausführungsform jedes der Prüfmuster A1, B1, A2 und B2) ausgewählt wurde, durchführt und eine Position in dem Bild, das mit dem Rasterbild übereinstimmt, identifiziert; ein Profilextraktionsgerät (CPU 61), das ein Profil des Musters S auf der Basis der von dem Rastersuchgerät identifizierten Position in dem Bild extrahiert; ein Rechenwerk (CPU 61), das die Härtemessposition des Musters S auf der Basis des von dem Profilextraktionsgerät extrahierten Profils berechnet; und ein Messgerät (CPU 61), das eine Härteprüfung an dem Muster S auf der Basis der von dem Rechenwerk berechneten Härtemessposition ausführt und die Härte des Musters S misst. Demzufolge kann ein Vorgang des Positionierens des Musters S, um das Anzeigen einer Härteprüfstelle auf dem Monitor 8 zu ermöglichen, mit dem Härteprüfgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform weggelassen werden. Folglich können die Bedienbarkeit und die Arbeitseffizienz verbessert werden. Wenn der Vorgang, der den Bediener als Agenten aufweisen, endet, wird darüber hinaus der Vorgang, der die CPU als Agenten aufweist, automatisch durchgeführt. Folglich sind Vorgänge, die den Bediener als Agenten aufweisen, nicht mehr mit Vorgängen, die die CPU als Agenten aufweisen, durchsetzt und die Bedienbarkeit und die Arbeitseffizienz können verbessert werden. In einem Fall, in dem mehrere Muster S mit einer identischen Form geprüft werden, ermöglicht das Eliminieren das Vermischen von Vorgängen, die den Bediener als Agenten aufweisen, und Vorgängen, die die CPU als Agenten aufweisen, dass eine Prüfung einfach durch Absetzen des Musters S auf dem Prüfgerätehauptkörper 10 vorgenommen wird, wobei mit dem zweiten Muster S begonnen wird. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Arbeitseffizienz. Des Weiteren ermöglicht das Eliminieren des Vermischens von Vorgängen, die den Bediener als Agenten aufweisen, und Vorgängen, die die CPU als Agenten aufweisen, dass die vorliegende Erfindung leicht in eine automatisierte Linie eingeführt wird, was eine Senkung von Personalkosten ermöglicht, die mit der Arbeit verbunden sind.
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Darüber hinaus beinhaltet das Härteprüfgerät 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Speicher (den Speicher 63), der Prüfinformationen speichert, die den Startpunkt und den Endpunkt der Profilerkennung des Musters S sowie die Härtemessposition des Musters S in Bezug auf das Rasterbild definieren. Zudem extrahiert das Profilextraktionsgerät das Profil des Musters S auf der Basis der von dem Rastersuchgerät spezifizierten Position in dem Bild und der in dem Speicher gespeicherten Prüfinformationen. Das Rechenwerk berechnet die Härtemessposition des Musters S auf der Basis des von dem Profilextraktionsgerät extrahierten Profils und der in dem Speicher gespeicherten Prüfinformationen. Folglich kann gemäß dem Härteprüfgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform, so lange die Prüfinformationen vorzeitig definiert werden, das Profil des Musters S extrahiert werden und die Härtemessposition kann automatisch berechnet werden. Dies erleichtert das Verständnis der Aufgabenorganisation durch den Bediener und ermöglicht das effektive Nutzen der Zeit des Bedieners. Demzufolge kann die Arbeitseffizienz verbessert werden und Personalkosten können gesenkt werden.
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Im Obigen wird eine konkrete Beschreibung auf der Basis einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann modifiziert werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird beispielsweise das Profil des Musters S extrahiert und die Härtemessposition des Musters S wird auf der Basis der Prüfinformationen berechnet, die den Startpunkt und den Endpunkt der Profilerkennung des Musters S sowie die Härtemessposition des Musters S in Bezug auf das Rasterbild definieren. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Härtemessposition des Musters S kann beispielsweise stattdessen auf der Basis des extrahierten Profils des Musters S und einer vorherbestimmten Bedingung, die vorzeitig definiert wurde, berechnet werden. Die vorherbestimmte Bedingung kann sich im Fall eines runden Musters S beispielsweise auf eine Bedingung beziehen, die die Härtemessposition des Musters S definiert, wie Härtemesspositionen in einem vorherbestimmten Intervall entlang eines Außenumfangs (Profils) des Musters S.
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Wenn das Rasterbild, das dem Muster S (den verschiedenen Prüfmustern A1, B1, A2 und B2) entspricht, ausgewählt wird, ist darüber hinaus, wie in Schritt S 103 von 7 gezeigt, die oben beschriebene Ausführungsform derart konfiguriert, dass der Bediener die Auswahl vornimmt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise stattdessen dazu konfiguriert sein, Bilddaten des Musters S zu erfassen und ein Rasterbild automatisch auf der Basis der erfassten Bilddaten auszuwählen.
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Wenn zudem ein Eindruck an der Härtemessposition in Schritt S207 erzeugt wird (in 8 gezeigt), kann die vorliegende Erfindung außerdem dazu konfiguriert sein zu bestimmen, ob beispielsweise jeglicher Schaden, Schmutz oder Fremdkörper auf der Oberfläche des Musters vorliegt. In einem Fall, in dem ein Fremdkörper oder dergleichen auf der Oberfläche des Musters vorliegt, kann die vorliegende Erfindung dazu konfiguriert sein zu bestimmen, dass der Prüfbereich für eine Härteprüfung nicht adäquat ist und keinen Eindruck (keine Härteprüfung) in diesem Bereich durchzuführen.
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Darüber hinaus wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Vickers-Härteprüfgerät beschrieben, um das Härteprüfgerät 100 beispielhaft darzustellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf ein beliebiges Härteprüfgerät mit einem Eindruckkörper mit einer bekannten Form angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auch auf ein Knoop-Härteprüfgerät mit einem vierseitigen Pyramiden-Diamant-Eindruckkörper angewendet werden.
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Innerhalb eines Schutzumfangs, der nicht von dem Wesentlichen der vorliegenden Erfindung abweicht, können darüber hinaus adäquate Modifikationen an detaillierten Strukturen und Arbeitsgängen jeder Komponente, die das Härteprüfgerät 100 konfiguriert, vorgenommen werden.
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Es wird angemerkt, dass die vorstehenden Beispiele lediglich zum Zwecke der Erläuterung bereitgestellt werden und auf keinerlei Weise als die vorliegende Erfindung einschränkend ausgelegt sind. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Wörter, die hierin verwendet wurden, beschreibende und veranschaulichende Wörter und nicht einschränkende Wörter sind. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der angefügten Ansprüche, wie gegenwärtig angegeben und wie geändert, vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Sinn der vorliegenden Erfindung in ihren Gesichtspunkten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hierin unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben wurde, soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Einzelheiten beschränkt sein; die vorliegende Erfindung erstreckt sich vielmehr auf alle funktionell äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Variationen und Modifizierungen können möglich sein, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
