JP7009751B2 - 計測システム、制御装置、計測方法 - Google Patents
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Description
まず、本実施の形態に係る計測システム1の全体構成例について説明する。図1は、本実施の形態に係る計測システム1の全体構成例を示す模式図である。
次に、本実施の形態に係る計測システム1を構成する各装置のハードウェア構成例について説明する。
図2は、本実施の形態に係る計測システム1を構成する制御装置100のハードウェア構成例を示す模式図である。図2を参照して、制御装置100は、フィールドネットワーク20における通信タイミングなどを管理するタイマ102に加えて、プロセッサ104と、メインメモリ106と、フラッシュメモリ108と、チップセット114と、ネットワークコントローラ116と、メモリカードインターフェイス118と、内部バスコントローラ122と、フィールドネットワークコントローラ124とを含む。
図3は、本実施の形態に係る計測システム1を構成するドライブユニット200のハードウェア構成例を示す模式図である。図3を参照して、ドライブユニット200は、フィールドネットワーク20における通信タイミングなどを管理するタイマ202を含むフィールドネットワークコントローラ204と、ドライブコントローラ206と、主回路208と、パルスカウンタ210とを含む。
図4は、本実施の形態に係る計測システム1を構成する計測装置300のハードウェア構成例を示す模式図である。図4を参照して、計測装置300は、フィールドネットワーク20における通信タイミングなどを管理するタイマ302を含むフィールドネットワークコントローラ304と、撮像コントローラ306と、データ処理部308とを含む。
次に、本実施の形態に係る計測システム1において実行される形状情報生成処理について説明する。
次に、本実施の形態に係る計測システム1における処理手順について説明する。
図8は、本実施の形態に係る計測システム1において実行される処理手順を示すシーケンス図である。図8に示すシーケンス図においては、制御装置100のプロセッサ104およびフィールドネットワークコントローラ124と、ドライブユニット200のフィールドネットワークコントローラ204およびドライブコントローラ206と、計測装置300のフィールドネットワークコントローラ304、撮像コントローラ306およびデータ処理部308との間で実行される処理に着目している。
(d2:ドライブユニット200における処理手順)
次に、本実施の形態に係る計測システム1を構成するドライブユニット200における処理手順について説明する。図9は、本実施の形態に係る計測システム1を構成するドライブユニット200における処理手順を示すフローチャートである。
次に、本実施の形態に係る計測システム1を構成する計測装置300における処理手順について説明する。図10は、本実施の形態に係る計測システム1を構成する計測装置300における処理手順を示すフローチャートである。
次に、本実施の形態に係る計測システム1における動作情報の補間処理に関して、いくつかの実装例を説明する。
本実施の形態に係る計測システム1において、動作情報は、ドライブユニット200により回転駆動されるモータ10からの情報である。このような回転駆動される機械系の特性を考慮すれば、十分に短い時間内であれば、速度は時間に対して線型的に変化すると考えられる。すなわち、直前の動作時刻において取得された加速度が一定であるとみなすと、動作情報を推定したい計測時刻における速度は、直前の動作時刻における速度に対して、加速度に経過時間を乗じて得られる速度変化を加減算することで、算出できる。
図12(B)を参照して、動作時刻TS1における位置が位置S1であるので、上述の速度変化を考慮すると、動作時刻TS1から計測時刻TZ2までの移動距離を位置S1に加算して得られる、計測時刻TZ2における位置S(TZ2)は以下のように算出できる。
以上のように、算出対象の時刻より前の時刻における、ワークWの加速度および速度に基づいて、当該算出対象の時刻における位置を算出してもよい。
本実施の形態に係る計測システム1においては、周期的に動作情報を取得できるので、時系列の動作情報のうち、推定対象の計測時刻の近傍にある動作情報を用いて補間処理を行うことで、対象の計測時刻における位置を推定することができる。
本実施の形態に係る計測システム1においては、動作情報と対応付けられる時刻情報(動作時刻)とが制御装置100へ送信されるので、各動作情報に対応付けられるタイミングを特定できる。但し、ドライブユニット200における制御動作がフィールドネットワーク20上で管理される所定の制御周期毎にサイクリックに実行される場合には、ドライブユニット200から動作情報のみを受信する場合であっても、各動作情報に対応付けられる時刻情報(動作時刻)を算出できる。そのため、推定対象となる計測時刻さえ特定できれば、当該計測時刻における動作情報(位置)についても上述のいずれかの方法で推定できる。
本実施の形態に係る計測システム1を構成する計測装置300において、撮像長さ(露光時間)を動的に決定するような機能が実装される場合がある。このような場合、計測装置300が実際に計測しているワークWの表面上の計測点も変動することになるため、計測情報に対応付けられる時刻情報についても、動的に決定される撮像時間に応じて補正する必要がある。
長さTexpに亘って撮像処理が実行された後、その撮像処理によって得られた撮像信号に対するデータ処理によって、何らかの処理結果が得られたとする。得られた処理結果に基づいて、露光の過不足を判断することができる。そして、露光が不足していると判断された場合には、先の撮像長さより長い撮像長さを設定して、次の撮像処理を実行する。一方、露光が過剰であると判断された場合には、先の撮像長さより短い撮像長さを設定して、次の撮像処理を実行する。
次に、形状情報の生成に係る処理手順について説明する。
本実施の形態に係る計測システム1においては、制御装置100がドライブユニット200および計測装置300から情報を取得して形状情報を生成する構成例について説明したが、ドライブユニット200および計測装置300のいずれかで形状情報を生成するようにしてもよい。すなわち、形状情報を生成する機能をフィールドネットワーク20の通信マスタに設けた構成について例示したが、他のデバイス上に配置してもよい。
本実施の形態に係る計測システムにおいては、計測対象に対する計測装置と、計測装置と計測対象との間の相対位置関係を変化させる駆動装置とは、それぞれ同期されたタイマを有しており、計測装置からの計測情報および駆動装置からの動作情報には、それぞれのタイマから出力される時刻情報が付与される。この時刻情報を基準として、計測情報および動作情報を互いに対応付けることで、それぞれの装置が直接的に接続されていなくても、計測対象の形状を示す情報を高精度に生成できる。
Claims (8)
- 計測システムであって、
計測対象を計測する計測装置と、
前記計測装置と前記計測対象との間の相対位置関係を変化させる駆動装置とを備え、
前記計測装置および前記駆動装置は同期されたタイマをそれぞれ有しており、
前記計測装置および前記駆動装置は、タイミング同期された定周期通信を行う有線ネットワークを介して接続されており、
前記駆動装置は、前記計測対象の位置を示す情報と、当該位置を示す情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第1の情報として出力し、
前記計測装置は、前記計測対象を計測することで取得された計測情報と、当該計測情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第2の情報として出力し、
前記計測システムは、1または複数の前記第1の情報に基づいて、前記第2の情報に含まれる時刻情報に対応付けられる位置を算出するとともに、共通の時刻情報に対応付けられた、算出された位置と計測情報との組み合わせに基づいて、前記計測対象の形状を示す情報を生成する情報生成手段を備える、計測システム。 - 前記第1の情報は、前記計測対象の加速度を示す情報および速度を示す情報をさらに含み、
前記情報生成手段は、算出対象の時刻より前の時刻における、前記計測対象の加速度および速度に基づいて、当該算出対象の時刻における位置を算出する、請求項1に記載の計測システム。 - 前記情報生成手段は、算出対象の時刻の近傍にある時刻に対応付けられる複数の前記第1の情報に含まれる位置を示す情報を補間して、当該算出対象の時刻における位置を算出する、請求項1に記載の計測システム。
- 前記有線ネットワーク上のデータ通信およびタイマの同期を管理する通信マスタをさらに備え、
前記情報生成手段は、前記通信マスタに設けられる、請求項1~3のいずれか1項に記載の計測システム。 - 前記計測装置は、前記計測対象に対して計測光を照射するとともに、前記計測対象からの反射光を受光して前記計測対象の特性値を計測するように構成されており、
前記第2の情報は、前記計測光の照射開始から照射完了までの任意のタイミングを示す時刻情報を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の計測システム。 - 前記駆動装置が前記第1の情報を出力するタイミングと、前記計測装置が前記第2の情報を出力するタイミングとは、互いに異なっている、請求項1~5のいずれか1項に記載の計測システム。
- 制御装置であって、
計測対象を計測する計測装置と、前記計測装置と前記計測対象との間の相対位置関係を変化させる駆動装置とをネットワーク接続するネットワークコントローラと、
前記計測装置のタイマおよび前記駆動装置のタイマとの間で同期されたタイマとを備え、
前記計測装置および前記駆動装置は、タイミング同期された定周期通信を行う有線ネットワークを介して接続されており、
前記駆動装置は、前記計測対象の位置を示す情報と、当該位置を示す情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第1の情報として出力し、
前記計測装置は、前記計測対象を計測することで取得された計測情報と、当該計測情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第2の情報として出力し、さらに
1または複数の前記第1の情報に基づいて、前記第2の情報に含まれる時刻情報に対応付けられる位置を算出するとともに、共通の時刻情報に対応付けられた、算出された位置と計測情報との組み合わせに基づいて、前記計測対象の形状を示す情報を生成する情報生成手段を備える、制御装置。 - 計測対象を計測する計測装置と、前記計測装置と前記計測対象との間の相対位置関係を変化させる駆動装置とを備える計測システムにおける計測方法であって、前記計測装置および前記駆動装置は同期されたタイマをそれぞれ有しており、前記計測装置および前記駆動装置は、タイミング同期された定周期通信を行う有線ネットワークを介して接続されており、前記計測方法は、
前記駆動装置が、前記計測対象の位置を示す情報と、当該位置を示す情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第1の情報として出力するステップと、
前記計測装置が、前記計測対象を計測することで取得された計測情報と、当該計測情報が取得されたタイミングを示す前記タイマからの時刻情報とを対応付けて、第2の情報として出力するステップと、
1または複数の前記第1の情報に基づいて、前記第2の情報に含まれる時刻情報に対応付けられる位置を算出するステップと、
共通の時刻情報に対応付けられた、算出された位置と計測情報との組み合わせに基づいて、前記計測対象の形状を示す情報を生成するステップとを備える、計測方法。
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