JP7419164B2 - 画像寸法測定装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
Claims (7)
- 測定対象物の寸法を測定する画像寸法測定装置において、
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、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生成するための撮像部と、
前記撮像部により生成された第1の測定対象物画像上で基準形状の設定を受け付けるとともに、前記第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の測定対象物画像上で測定要素を設定するための操作部と、
前記第1の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、前記第2の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する記憶部と、
測定時に、前記複数の測定対象物画像の中から前記操作部により受け付けられた基準形状の設定に基づいて前記基準となる回転角度を特定し、前記記憶部に記憶された前記基準となる回転角度に対する相対的な回転角度に基づいて、前記操作部により設定された前記測定要素を測定するための測定角度を算出し、前記回転機構の回転角度が前記測定角度となるように前記回転機構を制御し、前記回転機構の回転角度が前記測定角度となったときに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、前記操作部により設定された測定要素の寸法を測定する測定処理を実行する制御部とを備えている画像寸法測定装置。 - 請求項1に記載の画像寸法測定装置において、
前記制御部は、前記撮像部により撮像された前記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前記回転機構の回転角度とに基づいて、前記基準形状が前記撮像部に正対する回転角度を算出し、前記基準形状を前記撮像部に正対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。 - 請求項1または2に記載の画像寸法測定装置において、
前記画像寸法測定装置は、各回転角度と、該各回転角度で撮像された前記第2の測定対象物画像とが対応付けられて表示されるとともに、測定要素が設定された第2の測定対象物画像に対応する角度の識別が可能に表示される表示部を備えており、
前記操作部は、前記表示部上で前記回転機構の回転角度の選択操作が可能に構成され、
前記制御部は、前記操作部により選択された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。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載の画像寸法測定装置において、
前記操作部は、測定対象物画像上における測定対象物の任意の部分のパターン画像及び当該パターン画像の位置情報の登録を可能に構成され、
前記制御部は、測定時に、前記撮像部により撮像された測定対象物画像を用いて、前記操作部により登録された前記パターン画像を探索するパターンサーチを実行するパターンサーチ実行部と、前記パターンサーチ実行部によるパターンサーチの実行結果及び前記操作部で登録された位置情報に基づいて、測定対象物画像のX方向及びY方向の位置補正を実行する画像寸法測定装置。 - 請求項4に記載の画像寸法測定装置において、
前記パターンサーチ実行部は、測定時に、前記撮像部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前記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し、
前記制御部は、前記パターンサーチ実行部により特定された前記回転角度を基準角度とする画像寸法測定装置。 - 請求項5に記載の画像寸法測定装置において、
前記操作部は、前記パターンサーチ実行部がパターンサーチを実行する探索角度範囲を設定可能に構成されている画像寸法測定装置。 - 請求項5または6に記載の画像寸法測定装置において、
前記操作部は、測定対象物画像上における前記パターン画像で登録する領域の指定を受け付け可能に構成されている画像寸法測定装置。
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